WO2020254303A1 - Methods and apparatuses for checking the confocality of a scanning and descanning microscope assembly - Google Patents

Methods and apparatuses for checking the confocality of a scanning and descanning microscope assembly Download PDF

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WO2020254303A1
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light
light source
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PCT/EP2020/066589
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Joachim Fischer
Matthias Henrich
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Abberior Instruments Gmbh
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    • G02B27/62Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the confocality of a scanning and descanning microscope assembly with a light source providing illumination light, optics that focus the illumination light into a focus area in a focal plane, a detector that detects light from the focus area, and a detection aperture to be confocally to the focus area has, and a scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand.
  • the invention further relates to a device and to a scanning and descanning microscope assembly for carrying out such a method and to a laser scanning microscope with such a scanning and descanning microscope assembly.
  • the scanning and descanning microscope assembly is, in particular, one for a laser scanning microscope.
  • the detection aperture of the detector can be limited in particular by a pinhole diaphragm arranged in front of the detector and then confocal to the focus area.
  • the detection aperture can, however, also be defined by one or more light-sensitive areas of the detector.
  • a precisely confocal arrangement of the detection aperture is important in order to optimally measure the light produced by the illuminating light.
  • the precisely confocal arrangement of the detection aperture means that, when it is imaged in the focal plane, it is arranged concentrically to the focal area into which the illuminating light is focused.
  • a method for adjusting a laser scanning fluorescence microscope and a corresponding laser scanning fluorescence microscope with an automatic adjustment device are known from WO 2018/042056 A1. This involves setting a correct adjustment of the laser scanning fluorescence microscope, in which an intensity maximum of excitation light and an image of a pinhole diaphragm arranged in front of a fluorescence light detector in the focus of an objective coincide.
  • a fluorescent dye-labeled structure in a sample is scanned with the maximum intensity of the excitation light in order to generate images of the sample with images of the structure that correspond to the various apertures of the pinhole. An offset between the positions of the images of the structure in the generated images is then calculated.
  • the maximum intensity of the excitation light is shifted relative to the image of the pinhole in the direction of the offset, which the image of the structure in an image that corresponds to a smaller aperture of the pinhole, compared to the image of the structure in another image that corresponds to a larger aperture of the pinhole.
  • the automatic adjustment device of the known laser scanning fluorescence microscope is designed to carry out the known method automatically.
  • the known method requires the presence of the complete laser scanning fluorescence microscope and the structure marked with the fluorescent dye in the sample in order to generate the images of the sample with the images of the structure.
  • the aperture of the pinhole must be variable or at least the pinhole must be removable in order to generate the images that correspond to the different apertures of the pinhole.
  • DE 10 2005 020 542 1 discloses a device and method for setting the position and / or size of a perforated diaphragm in a laser scanning microscope.
  • the pinhole is illuminated via a separate light source or the laser of the laser scanning microscope and the pinhole is displaced transversely to the optical axis until an intensity maximum is present on the detector of the laser scanning microscope located behind the pinhole.
  • the opening of the pinhole is then located at a point which is defined by the optical structure of the laser scanning microscope in relation to the separate light source or the laser and which can be found reproducibly. A confocality of the laser scanning microscope cannot therefore be checked or set.
  • the known device is arranged completely on the same side of the scanner as the laser and the detector of the laser scanning microscope.
  • an autofocus device with a light source, a beam splitter, a fiber optic circulator, an optical collimator, a comparative detector and a microprocessor is known.
  • the beam splitter splits light from the light source into two parts.
  • the fiber optic circulator has a first connection to the beam splitter, a second connection to the optical collimator and a third connection to the comparative detector.
  • the optical collimator directs some of the light from the fiber optic circulator onto a sample via a dichroic mirror and a microscope objective.
  • the comparative detector uses the other part of the light from the light source as a reference and converts light from a substrate on which the sample is placed into an analog voltage signal.
  • the microprocessor controls a microscope sample table.
  • the fiber optic circulator In the fiber optic circulator, light is passed only from the first input to the second input and from the second input to the third input.
  • the comparative detector divides the signal reflected from the substrate by the portion of the light from the light source to compensate for variations in the intensity of light from the light source.
  • the microprocessor controls the microscope sample table with the aim of maximizing or keeping the analog voltage signal from the comparison detector to a maximum.
  • the laser scanning microscope scans an object with a light beam.
  • calibration means are arranged in a plane of an intermediate image and can also be scanned with the light beam.
  • the calibration means can be measuring means which are designed as detection means and are used for laser power measurement or laser calibration.
  • the detection means can be photodiodes.
  • the calibration means can also be illuminants which are used to calibrate the detectors.
  • the lamps can be light-emitting diodes.
  • the calibration means can be pivoted into the area of the image field in the plane of the intermediate image or can be fixedly arranged at the edge of the intermediate image outside the actual image field.
  • the invention is based on the object of providing a method and devices which enable the confocality of a scanning and descanning microscope assembly to be checked without a complete laser scanning microscope comprising the microscope assembly having to be present or a sample having to be measured with such a laser scanning microscope.
  • the object of the invention is achieved by a method with the features of independent claim 1, a device with the features of claim 11, a scanning and descanning microscope assembly with the features of claim 12 and a laser scanning microscope with the features of claim 20.
  • the further dependent claims relate to preferred embodiments of the method, the device, the microscope assembly and the laser scanning microscope.
  • the method according to the invention is used to check the confocality of a scanning and descanning microscope assembly with a light source providing illuminating light, the illuminating light emerging from an emission aperture of the light source, an optical system that focuses the illuminating light into a focal area in a focal plane, a detector that detects light from the focal area has a detection aperture to be arranged confocally to the focal area, and a scanner between the light source and the detector with the pinhole on the one hand, d. H. on one side of the scanner and the focal plane on the other hand, d. H. on the other side of the scanner.
  • the light that is detected with the detector does not have to be emitted from the focal area in the focal plane under consideration, but can also come from another plane.
  • the fact that the detection aperture of the detector is “to be arranged” confocally to the focus area does not define a mandatory step of the method according to the invention, but only that the detection aperture is arranged confocally to the focus area given the confocality of the scanning and descanning microscope assembly of the detector.
  • an auxiliary detector with an auxiliary detection aperture and / or an auxiliary light source providing auxiliary light with an auxiliary emission aperture from which the auxiliary light emerges is / is arranged in the focal plane. At least the auxiliary detector or the auxiliary light source is arranged in the focal plane. If the auxiliary detector and the auxiliary light source are arranged there, the auxiliary detection aperture and the auxiliary emission aperture are arranged concentrically in the focal plane. To fulfill this feature of the method according to the invention, it may be necessary to actively arrange the auxiliary detector and / or the auxiliary light source in the focal plane. However, it is also fulfilled when the scanning and descanning microscope assembly to be checked for confocality already has the auxiliary detector and / or the auxiliary light source in the focal plane.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned by adjusting the scanner with the focus area of the illuminating light, a first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector being recorded across different positions of the scanner.
  • an auxiliary detection aperture, arranged concentrically to the emission aperture of the light source, of a separate auxiliary detector is created by adjusting the scanner with the auxiliary light, that through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane exits, scanned, a first intensity distribution of the illuminating light registered by the separate auxiliary detector being detected over different positions of the scanner.
  • the first intensity distribution describes the arrangement of the emission aperture of the light source and thus of the illuminating light with respect to the auxiliary device arranged in the focal plane, that is, the auxiliary detector or the auxiliary light source.
  • the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that emerges through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector being recorded across the positions of the scanner.
  • the auxiliary detection aperture arranged in the focal plane of the auxiliary detector is scanned by adjusting the scanner with auxiliary light which exits through an auxiliary emission aperture of a separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, with a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the auxiliary detector across the positions of the scanner is captured.
  • the second intensity distribution describes the arrangement of the detection aperture of the detector with respect to the auxiliary device arranged in the focal plane, that is, the auxiliary light source or the auxiliary detector.
  • At least one difference between the first intensity distribution and the second intensity distribution over the various positions of the scanner is then recorded as a measure of an error in confocality.
  • the two intensity distributions for detecting the difference are detected over comparable and typically the same positions of the scanner.
  • a difference in position between maxima or focal points of the two intensity distributions based on these positions of the scanner indicates an error in the confocality of the microscope assembly, i.e. an offset between the focus area in which the illuminating light is focused into the focus plane with the focusing optics, and the image of the detection aperture of the detector in the focal plane or the image of the focal area into which the illuminating light is focused with the focusing optics onto the detection aperture.
  • the at least one difference that is preferably detected in the method according to the invention is the difference in position between maxima or focal points of the two intensity distributions.
  • the at least one difference is compensated for. This can be done by a real relative shift of the detection aperture of the detector with respect to the emission aperture of the light source, which can be achieved by shifting a pinhole in front of the detector or by shifting the light source with respect to the detector, or by a virtual relative shift.
  • a virtual relative displacement is brought about, for example, by pivoting a mirror or by some other movement of another optical component in the beam path of the illuminating light from the light source or the light from the focus area to the detector.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source can be arranged in an intermediate image plane of the laser scanning microscope. They can be arranged in an area of the respective intermediate image plane that lies outside the area that is used when an object is scanned with the illuminating light through the objective of the laser scanning microscope. Alternatively, the
  • Auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged in a branch from a main beam path of a laser scanning microscope comprising the scanning and descanning microscope assembly and an objective, this branch also generally not leading to the object examined with the laser scanning microscope.
  • This branch can specifically be connected to a beam splitter in
  • Main beam path of the laser scanning microscope can be branched off on a deflecting mirror which is arranged stationary or unsteady in the main beam path, or on a rotating mirror of the scanner.
  • the scanners of different laser scanning microscopes have three or four pivotable rotating mirrors, with one or both lateral scanning directions being assigned two rotating mirrors.
  • One of these rotating mirrors per scanning direction can be used to basically align the scanner with the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture.
  • the respective other mirror can be used to scan the detection auxiliary aperture of the respective auxiliary detector or the detection aperture of the detector.
  • the method comprises a photoelectric component that can be used both as an auxiliary light source and as an auxiliary detector.
  • the optics that focus the illuminating light in the focal area in the focal plane can be arranged in the branch from the main beam path of the laser scanning microscope.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged concentrically in the focal plane in the method according to the invention, this does not necessarily mean that the auxiliary light source and the auxiliary detector actually have to be arranged in the same focal plane. Rather, the auxiliary detection aperture and / or the auxiliary emission aperture can also be arranged in the focal plane in that the auxiliary light source and / or the auxiliary detector are / is imaged there.
  • the focal plane in which the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture are arranged does not have to be identical to any intermediate image plane of the laser scanning microscope via which the illuminating light from the light source through the objective to an object to be examined and the light produced by the illuminating light from the object passes through the lens to the detector. Rather, the focal plane in which the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture are arranged can be offset and / or tilted relative to each intermediate image plane of the laser scanning microscope.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned by adjusting the scanner with the focal area of the illuminating light in order to detect the first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner. Furthermore, the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source, which exits through the emission auxiliary aperture of the auxiliary light source arranged concentrically to the detection auxiliary aperture in the focal plane, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector over the positions of the Across the scanner.
  • the detection auxiliary aperture and the emission auxiliary aperture in the focal plane can be not only concentric but also congruent.
  • Coincidence can be brought about, for example, in that the same photoelectric component is used as the auxiliary light source and as the auxiliary detector.
  • this photoelectric component can be a light-emitting diode, a Superluminescent diode, a laser diode or a photodiode.
  • the person skilled in the art is generally aware that these photoelectric components can be controlled or connected in such a way that they can be used on the one hand as a light source and on the other hand as a detector for light.
  • the detection auxiliary aperture and the emission auxiliary aperture can also be formed with an end cross-section of a light guide arranged in the focal plane.
  • This light guide can in principle also lead to a photoelectric component that is used both as an auxiliary light source and as an auxiliary detector.
  • the light guide can, however, also be branched to the auxiliary light source and the auxiliary detector via a free beam beam splitter, a fiber beam splitter or a circulator. Separate photoelectric components can then easily be used for the auxiliary light source and the auxiliary detector. When using a circulator, it is avoided without additional effort that only part of the illuminating light entering the light guide via the end cross section reaches the auxiliary detector or only part of the auxiliary light from the auxiliary light source exits the light guide via the end cross section.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned as in the first embodiment by adjusting the scanner with the focus area of the illumination light in order to obtain the first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner capture.
  • the auxiliary detection aperture arranged in the focal plane of the auxiliary detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary detector registered auxiliary light across the positions of the scanner.
  • the detection beam path is penetrated by the auxiliary light in a direction which is opposite to the direction of the light normally detected by the detector from the focal plane.
  • the second intensity distribution describes the arrangement of the detection aperture of the detector - in the form of the arrangement of the concentric emission auxiliary aperture of the auxiliary light source - opposite the auxiliary device - in the form of the auxiliary detector - in the focal plane.
  • the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, in order to to detect first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector over the various positions of the scanner.
  • the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector across the positions of the scanner capture.
  • the first intensity distribution describes the arrangement of the emission aperture of the light source - in the form of the arrangement of the auxiliary detection aperture of the auxiliary light detector which is concentric therewith - opposite the auxiliary device - in the form of the auxiliary light source - in the focal plane.
  • a fourth embodiment of the method according to the invention is also possible, in which, in contrast to the first embodiment, the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source is achieved by adjusting the scanner with the auxiliary light, and that by the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane exits, is scanned in order to detect the first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner, and in which, also different from the first embodiment, the auxiliary detector's detection aperture arranged in the focal plane by adjusting the scanner with the auxiliary light , which exits through the emission auxiliary aperture of the separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, is scanned in order to determine the second intensity distribution of the re to detect registered auxiliary light over the positions of the scanner.
  • a device with an auxiliary detector and an auxiliary light source can be used, which has a standardized connection for the scanning and descanning microscope assembly or such a standardized connection for a scanning and descanning
  • Microscope assembly and an objective comprising laser scanning microscope has such a matching mating connection that a detection auxiliary aperture of the auxiliary detector and a Emission auxiliary aperture of the auxiliary light source, the positions of which are fixed with respect to the mating connection, are arranged in the focal plane of the scanning and descanning microscope assembly when the mating connection is connected to the connection.
  • This device can then be connected to the respective microscope assembly or the respective laser scanning microscope via its or its standardized connection in order to check the microscope assembly and thus possibly also the entire laser scanning microscope for its confocality.
  • the device according to the invention consists exclusively of the counter connection and an electro-optical component arranged in a fixed position relative to it, which can be used both as an auxiliary detector and as an auxiliary light source, and the associated circuit for controlling this component as an auxiliary detector on the one hand and an auxiliary light source on the other.
  • the auxiliary detector and the auxiliary light source can be integrated into the scanning and descanning microscope assembly.
  • a corresponding scanning and descanning microscope assembly according to the invention for carrying out the method according to the invention has a light source providing illuminating light, the illuminating light emerging from an emission aperture of the light source, optics focusing the illuminating light into a focal area in a focal plane, a detector for light from the focal area, which has a Has detection aperture to be arranged confocally to the focus area, a scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, and in the focal plane an auxiliary detector with an auxiliary detection aperture and / or an auxiliary light source providing auxiliary light with an auxiliary emission aperture from which the auxiliary light emerges.
  • the auxiliary detection aperture and the auxiliary emission aperture are arranged concentrically.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector can be scanned in the focal plane with the focus area of the illuminating light or an auxiliary detection aperture of a separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source can be scanned with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane.
  • the detection aperture of the detector with the auxiliary light which emerges in the focal plane from the emission auxiliary aperture of the auxiliary light source, or the detection auxiliary aperture of the auxiliary detector with auxiliary light arranged in the focal plane, which exits through an emission auxiliary aperture of a separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, can be scanned.
  • a microscope assembly has a checking device which is designed to adjust the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector in the focal plane with the focus area of the illuminating light or the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source with the auxiliary light from the auxiliary light source in the focal plane and to detect a first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector or of the auxiliary light registered by the separate auxiliary detector over different positions of the scanner, which is furthermore designed to adjust the detection aperture of the detector with the auxiliary light from the auxiliary light source in the focal plane or the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane with the one from the concentric to the detection aperture of the detector To scan rdneten emission auxiliary aperture of the separate auxiliary light source emerging auxiliary light and to detect a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector or the auxiliary light registered by the auxiliary detector across the positions of the scanner, and which is also designed to detect at least one difference between the first
  • a scanning and descanning microscope assembly for performing the first embodiment of the method according to the invention with the light source providing the illuminating light, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the focal area, which is to be confocally to the focal area Has detection aperture, and the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector, to which the illuminating light can be directed via the scanner, and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source through which the auxiliary light exits from the auxiliary light source via the scanner can be directed onto the detection aperture of the detector, arranged concentrically in the focal plane, in such a way that the auxiliary detection aperture scans with the focus area of the illuminating light by adjusting the scanner ar and the detection aperture of the detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source.
  • the scanner is between the light source and the detector on the one hand, so that they are on one side of the scanner, and on the other hand, the auxiliary detector and the auxiliary light source, so that they are on the other side of the scanner.
  • this arrangement can otherwise be real or virtual, as has already been explained above in connection with the method according to the invention.
  • a scanning and descanning microscope assembly for performing the second embodiment of the method according to the invention has the light source providing the illuminating light, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the focal area, the detection aperture to be confocal to the focal area has, the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, and the auxiliary detector to which the illuminating light can be directed via the scanner.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector is arranged in the focal plane, and the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source providing the auxiliary light is arranged concentrically to the detection aperture of the detector that the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector by adjusting the scanner on the one hand with the focus area of the illuminating light and on the other can be scanned with the auxiliary light emerging from the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source.
  • the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source through which the auxiliary light emerges is arranged in the focal plane, and the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector is arranged concentrically to the emission aperture of the light source that on the one hand the detection auxiliary aperture of the separate auxiliary detector and on the other hand the detection aperture of the detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source.
  • a scanning and descanning microscope assembly for performing the fourth embodiment of the method according to the invention has the light source providing the illuminating light, the illuminating light emerging from the emission aperture of the light source, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the Focal area, which has the detection aperture to be confocally to the focal area, the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, the auxiliary detector to which the illuminating light can be directed via the scanner, and the auxiliary light source providing the auxiliary light, whose auxiliary light via the scanner can be aimed at the detector.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged concentrically in the focal plane in such a way that the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source providing the auxiliary light is arranged so concentrically to the detection aperture of the detector and the detection auxiliary aperture of the separate auxiliary detector of the light source is arranged concentrically to the emission aperture that the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light emerging from the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source and that the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source.
  • the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source can be arranged in an intermediate image plane of the laser scanning microscope or in a branch from a main beam path of the laser scanning microscope.
  • This branch can optionally branch off at a beam splitter in the main beam path of the laser scanning microscope, at a deflecting mirror or a rotating mirror of the scanner.
  • at least part of the optics that focus the illuminating light into the focal area in the focal plane can be arranged in the junction.
  • Laser scanning microscope can be delimited by a perforated diaphragm arranged in front of the detector, ie its light-sensitive area.
  • the detector can be a point detector or an array detector.
  • the array detector can have a small field of 2x2 to 10x10 light-sensitive elements or it can, for example, have 13 light-sensitive elements arranged on a hexagonal grid in order to register the Airy disk of the light imaged on the detector from the focus area of the focal plane in a spatially resolved manner.
  • the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector can be the sum of the individual intensity distributions registered by all or some of its individual elements across the positions of the scanner, or also just a selected individual one of these individual intensity distributions. It is also possible to determine the positions of the individual elements of the array detector relative to the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source in the focal plane from the differences between the individual intensity distributions.
  • each auxiliary detector can also be not only a point detector but also an array detector.
  • FIG. 1 shows a laser scanning microscope according to the invention with a first embodiment of the microscope assembly according to the invention when performing a step of several embodiments of the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows the laser scanning microscope according to the invention according to FIG. 1 in FIG.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the laser scanning microscope according to the invention with a second embodiment of the microscope assembly according to the invention.
  • Fig. 4 shows a scanning and descanning microscope assembly with a connected device according to the invention.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of the laser scanning microscope according to the invention with a third embodiment of the microscope assembly according to the invention.
  • Fig. 6 shows a detail of a fourth embodiment of the microscope assembly according to the invention.
  • Fig. 7 is a circuit diagram for the control of a light-emitting diode, the various
  • Embodiments of the microscope assembly according to the invention and the device according to the invention can be used both as an auxiliary detector and as an auxiliary light source, and FIGS. 8 to 10 illustrate a first, a second and a third embodiment of the method according to the invention on microscope assemblies according to the invention that are adapted but only shown schematically.
  • the laser scanning microscope 1 shown schematically in FIG. 1 comprises an objective 2 and a microscope assembly 3, the components of which are outlined with a dashed line.
  • the microscope assembly 3 includes a light source 4, in particular in the form of a laser 5, for providing illuminating light. In the step of the method according to the invention illustrated in FIG. 1, however, the light source 4 is not activated in order to provide the illuminating light.
  • the microscope assembly 3 includes optics that focus the illuminating light in a focal area 7 in a focal plane 6. In FIG. 1, the focal plane 6 is shown with a dashed line and the focus area 7 in the focus plane 6 is shown with a point. The components of the focusing optics are not shown.
  • the microscope assembly 3 also includes a detector 8 for light 9 from the focal area 7.
  • a perforated diaphragm 10 In front of the actual detector 8, ie its light-sensitive area, there is a perforated diaphragm 10.
  • the opening of the perforated diaphragm 10 defines a detection aperture 11 of the detector 8, which at correct adjustment of the microscope assembly 3 is arranged confocally to the focus area 7.
  • a scanner 12 of the microscope assembly 3 which is shown only schematically in FIG. 1, is arranged.
  • the scanner comprises at least one tilting mirror 13, 14 per lateral direction, in which the scanner is provided for scanning a sample 15 arranged in front of the objective 2 with the illuminating light from the light source 4.
  • the scanner 12 not only serves to scan the sample 15, but also to descan the light 9 that is caused by the illuminating light in the sample 15, so that this light is selectively detected by the detector 8.
  • What is important here is an exact confocality of the microscope assembly 3, ie an exact coincidence of the focal area 7 of the illumination light focused into the sample 15 and an image of the opening 11 of the detection aperture 11 of the detector 8 in the sample 15. This confocality is checked in the method according to the invention in the focal plane 6 shown in FIG. 1.
  • This focal plane 6 lies here in a branch 16 from the main beam path 17 of the laser scanning microscope.
  • the branch 16 branches off from the main beam path 17 at a beam splitter 18.
  • a photoelectric component 19 is arranged, which is used as an auxiliary light source 20 in the step of the method according to the invention, which is illustrated in FIG. 1.
  • the auxiliary light source 20 has an emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6.
  • the detection aperture 11 of the detector 8 is scanned with auxiliary light 22 from the auxiliary light source 20, which exits through the auxiliary emission aperture 21 in the focal plane 6.
  • an intensity distribution of the auxiliary light 22 registered by the detector 8 is recorded over the various positions of the scanner 12, ie assigned to these various positions of the scanner 12.
  • a scan image of the detection aperture 11 of the detector 8 is recorded with the aid of the auxiliary light source 20.
  • the light source 4 is activated to provide the illuminating light 23, and the photoelectric component 19 is used as an auxiliary detector 24.
  • a detection auxiliary aperture 25 of the auxiliary detector 24 which is located in the focal plane 6 and is arranged concentrically to the emission auxiliary aperture 21 according to FIG. 1, is scanned with the illuminating light 23, with a further intensity distribution of the illuminating light 23 registered by the auxiliary detector 24 over the various positions of the Scanner 12 is detected away.
  • a scan image of the auxiliary detection aperture 25 of the auxiliary detector 24 is recorded in the focal plane 6.
  • a concentricity of the two Scan images means in particular that the maxima of the two intensity distributions and / or their focal points coincide. Every ascertainable difference in position between the maxima or the focal points indicates an error in the confocality of the microscope assembly 3, which is to be compensated for by a real or virtual relative displacement of the light source 4 with respect to the detector 8 or its detection aperture 11 in order to achieve the
  • a virtual relative displacement can be effected, for example, by tilting a beam splitter 26 on the side of the scanner 12 facing away from the objective 2, which merges or separates the beam paths of the illuminating light 23 from the light source 4 and the light 9 to the detector 8.
  • the optics 27, which focus the illuminating light in the focal area 7 in the focal plane 6, are shown. These optics 27 include a so-called scan lens 28.
  • Another optics 29 focuses the scanned light 9 to be detected by the detector 8 onto the opening of the perforated diaphragm 10, i. H. into the detection aperture 11 of the detector 8.
  • the photoelectric component 19 is imaged into the focal plane 6 with yet another optics 30 in order to virtually arrange the auxiliary detection aperture 25 and the auxiliary emission aperture 21 in the focal plane 6.
  • the optics 30 can be viewed as part of the optics 27 and, accordingly, the focal plane 6 drawn in FIG. 3 as an intermediate focal plane and the further focal plane 31 drawn there, in which the photoelectric component 19 is arranged, as the focal plane in which the emission auxiliary aperture 21 the auxiliary light source 20 then real concentric to the
  • Detection auxiliary aperture 25 of the auxiliary detector 24 is arranged.
  • the optics 27 can have one or more intermediate focus planes between the light source 4 and the detector 8 with the pinhole 10 on the one hand and the focal plane 6 in which the photoelectric component 19 is arranged, on the other hand.
  • the focal plane 6 drawn in FIG. 3 in the branch 16 corresponds to an intermediate image plane 32 in the main beam path 17 of the
  • FIG. 3 shows a deflecting mirror 34 which is temporarily introduced into the main beam path 17 to carry out the method according to the invention in order to activate the branch 16 to the focal plane 6.
  • a checking device 61 is sketched, which the steps of the method according to the invention explained with reference to FIGS. 1 and 2 in basically the same way in the 3 and automatically controls the photoelectric component 19, the light source 4 and an actuator for the beam splitter 26, not shown separately, as well as the intensities registered by the detector 8 and the photoelectric component 19 operated as auxiliary detector 24 of the auxiliary light 22 or the illumination light 23 reads.
  • the checking device 61 can be provided in all microscope assemblies 3 according to the invention and also when a microscope assembly according to the prior art is temporarily combined with a device according to the invention in order to carry out the method according to the invention, as will be explained with reference to the following FIG.
  • the scanner 12 has a total of four rotating mirrors 13 and 14, of which two rotating mirrors 13 and two rotating mirrors 14 are assigned to each of the two deflection directions of the scanner 12.
  • the scanning lens 28 of the optics 27 is located on the side of the scanner 12 facing the light source 4 and detector 8.
  • a connection 36 is designed to align the microscope assembly 60 with respect to a corresponding connection, in particular a camera connection of a light microscope with the objective 2 according to FIGS. 1 to 3, and to mount it thereon.
  • a device 37 according to the invention with a mating connection 38 matching the connection 36 is mounted on the connection 36 such that an end cross section 39 of a light guide 40 is arranged in the focal plane 6, into which the optics 27 focus the illuminating light 23.
  • the light guide 40 leads via a fiber optic circulator 41 to a photodiode 42 serving as an auxiliary detector 24.
  • a laser diode 43 is connected to the light guide 40 as an auxiliary light source 20 via the same circulator 41.
  • the circulator 41 exclusively forwards the illuminating light 23 entering the end cross section 39 of the light guide 40 to the auxiliary detector 24, while it guides the auxiliary light 22 from the auxiliary light source 20 exclusively to the end cross section 39 of the light guide 40.
  • the end cross-section 39 of the light guide 40 forms the detection auxiliary aperture 25 and the emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6. This focal plane 6 is located in the main beam path 17 according to FIG. 4.
  • the method according to the invention can be carried out using the device 37 in order to confocal the microscope assembly 60 Arrangement of the opening 11 of the aperture plate 10 to the To check the focus area 7, in which the illuminating light 23 is focused in the focal plane 6, as well as to determine any confocality errors and then to correct them by moving the aperture plate 10 relative to the light source 4.
  • the auxiliary detector 24 is a separate component from the auxiliary light source 20 as shown in FIG. 4, the two steps of the method according to the invention explained with reference to FIGS. 1 and 2 can also be carried out simultaneously, with the detector 8 and the auxiliary detector 24 being the two Intensity distributions, the differences of which indicate an error in the confocality of the microscope assembly 60, are recorded simultaneously. The two intensity distributions are then automatically assigned to the same positions of the scanner 12.
  • the microscope assembly 3 basically corresponds to that according to FIG. 4. However, it is a microscope assembly according to the invention with an integrated photoelectric component 19 which is used as an auxiliary light source 20 and auxiliary detector 24. Unlike in FIGS.
  • the photoelectric component 19 is located opposite the other components of the microscope assembly 3 in a stationary position in which the detection auxiliary aperture 25 and the emission auxiliary aperture 21 lie in the focal plane 6 and in which the photoelectric component 19 with the illuminating light 23 can be reached via the scanner 12.
  • the branch 16 branches off in an edge region 45 of a scanning lens 28 of the focusing optics 27.
  • the illuminating light 23 passing through this edge area 45 is deflected by a deflecting mirror 46 in the form of an edge mirror 47 to the photoelectric component 19, whereby it passes through a further lens 48 of the focusing optics 27 and is thus focused into the focal plane 6.
  • auxiliary emission aperture 21 and the auxiliary detection aperture 25 can be specified not only by the auxiliary light source 20 and the auxiliary detector 24, ie here the photoelectric component 19, but also with an additional pinhole arranged in particular in the focal plane 16 62. If the opening of the perforated diaphragm 62 is smaller than the light-emitting area of the auxiliary light source 20 or the light-sensitive area of the auxiliary detector 24, it defines the auxiliary emission aperture 21 and the auxiliary detection aperture 25.
  • Fig. 7 shows a possible driver circuit 49 for a light emitting diode 50 for use as the photoelectric component 19, i. H. both as an auxiliary light source 20 and as an auxiliary detector 24.
  • the light-emitting diode 50 is connected to an operational amplifier 53 for use as an auxiliary detector 24.
  • the light-emitting diode 50 is operated as an auxiliary light source, the intensity of the auxiliary light via two transistors 54 and 55 being adjustable.
  • the operating mode of the light-emitting diode 50 is selected via a signal input 56.
  • the intensity of the auxiliary light from the LED 50 is selected via control inputs 57 and 58, and the intensity of the illuminating light registered by the light-emitting diode 50 as auxiliary detector 24 is output at a signal output 59.
  • the microscope assembly 1 here additionally has a deflecting mirror 64 for deflecting the detection beam path to the detector 8 and further optics 63 in the illumination beam path between the light source 4 and the beam splitter 26.
  • an emission aperture 65 of the light source 4, from which the illuminating light 23 emerges, is shown, and the electro-optical component 19 is additionally provided with a further reference symbol for an auxiliary device 66 to be arranged in the focal plane 6 to carry out the method according to the invention.
  • the first embodiment of the method according to the invention comprises the steps as explained with reference to FIGS. 1 and 2. That is, by adjusting the scanner 12 with the aid of the illuminating light 23 coming from the light source 4, the auxiliary emission aperture 25 of the auxiliary detector 24 in the focal plane 6 is scanned, and by adjusting the scanner 12, the auxiliary light source 20 emerging from the auxiliary emission aperture 21 is also scanned Auxiliary light 22 scanned the detection aperture 11 of the detector 8.
  • the two intensity distributions of the illumination light 23 registered by the auxiliary detector 24 for the illumination beam path and the auxiliary light 22 registered by the detector 8 for the detection beam path, recorded over the positions of the scanner 12, are exactly the same, i.e. have the same maxima and / or centers of gravity when the confocality of the microscope assembly 1 is given.
  • the step according to FIG. 2 is carried out, that is, the detection auxiliary aperture 25 of the auxiliary light source 4 in the focal plane 6 is scanned with the illuminating light 23 from the light source 4 by adjusting the scanner 12, to detect the orientation of the illumination beam path.
  • the orientation of the detection beam path is not detected by scanning the detection aperture 11 of the detector 8 with auxiliary light 22 which emerges from an emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6 arranged concentrically to the detection auxiliary aperture 25.
  • the direction of irradiation of the detection beam path is reversed and the detector 8 is replaced by an auxiliary light source 20 'which is separate from the auxiliary device 66, the emission auxiliary aperture 2 of which, like the detection aperture 11 of the detector 8, is defined by the opening of the aperture plate 10.
  • the auxiliary detection aperture 25 of the auxiliary detector 24 is scanned in the focal plane 6 by adjusting the scanner 12.
  • the intensity distribution of the auxiliary light 22 'registered by the auxiliary detector 24 via the position of the scanner is then the second intensity distribution describing the orientation of the detection beam path, which is compared when checking the confocality of the microscope assembly 1 with the first intensity distribution describing the orientation of the illumination beam path.
  • the auxiliary device 66 in the focal plane 6 is only the auxiliary detector 24 and a separate auxiliary light source 20 'is used at the location of the detector 8
  • the auxiliary device 66 in the focal plane 6 only the auxiliary light source 20.
  • the detection aperture 11 of the detector 8 is scanned in the step according to FIG. 1 by adjusting the scanner 12.
  • the same auxiliary light 22 is used via the same positions of the scanner 12 Scanning an auxiliary detection aperture 25 'of an auxiliary detector 24' separate from auxiliary device 66 at the location of light source 4.
  • the same location of light source 4 and the separate auxiliary detector 24 ' can be implemented, for example, by having emission aperture 25 of light source 4 and detection auxiliary aperture 25 'of the auxiliary detector 24' is formed by the same surface of an optical fiber which branches via a circulator to the light source 4 on the one hand and the auxiliary detector 24 'on the other hand.
  • the direction of the irradiation of the illumination beam path from the light source 4 to the focal plane 6 is reversed for checking the confocality of the microscope assembly 1.
  • the first intensity distribution of the auxiliary light 22 registered with the separate auxiliary detector 24 ' thus corresponds to the first intensity distribution otherwise registered according to FIG. 2 for the illumination beam path and can just as well be compared with the second intensity distribution recorded for the detection beam path in order to determine the confocality of the microscope assembly 1 check.
  • Microscope assembly inspection device pinhole further optics

Abstract

In order to check the confocality of a scanning and descanning microscope assembly (3) comprising a light source (4) that provides illumination light (23), comprising an optical unit (27) that focuses the illumination light (23) into a focal region (7) in a focal plane (6), comprising a detector (8) that detects light from the focal region (7) and that has a detection aperture (11) to be arranged in confocal fashion with the focal region (7), and comprising a scanner (12) between the light source (4) and, firstly, the detector (8) and, secondly, the focal plane (6), a detection auxiliary aperture (25), arranged in the focal plane (6), of an auxiliary detector (24) is scanned with the focal region (7) of the illumination light (23) by adjusting the scanner (12), wherein a first intensity distribution of the illumination light (23) registered by the auxiliary detector (24) is captured over different positions of the scanner (12). Furthermore, the detection aperture (11) of the detector (8) is scanned with auxiliary light (22) by adjusting the scanner (12), said auxiliary light emerging through an emission auxiliary aperture (21), arranged in concentric fashion with respect to the detection auxiliary aperture (25) in the focal plane (6), of an auxiliary light source (20), wherein a second intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the detector (8) is captured over the positions of the scanner (12). At least one difference between the first intensity distribution and the second intensity distribution over the different positions of the scanner (12) is captured as a measure for an error of the confocality.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNGEN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER KONFOKALITAT EINER SCANNENDEN UND ENTSCANNENDEN MIKROSKOPBAUGRUPPE METHODS AND DEVICES FOR CHECKING THE CONFOCALITY OF A SCANNING AND DESCANNING MICROSCOPE ASSEMBLY
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Konfokalität einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe mit einer Beleuchtungslicht bereitstellenden Lichtquelle, einer das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich in einer Fokusebene fokussierenden Optik, einem Licht aus dem Fokusbereich detektierenden Detektor, der eine konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, und einem Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung sowie auf eine scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe zur Durchführung eines solchen Verfahrens und auf ein Laserscanningmikroskop mit einer solchen scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe. Entsprechend handelt es sich bei der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe insbesondere um eine solche für ein Laserscanningmikroskop. Die Detektionsapertur des Detektors kann dabei insbesondere durch eine vor dem Detektor angeordnete und dann konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Lochblende begrenzt sein. Die Detektionsapertur kann aber auch durch einen oder mehrere lichtempfindliche Bereiche des Detektors definiert sein. The invention relates to a method for checking the confocality of a scanning and descanning microscope assembly with a light source providing illumination light, optics that focus the illumination light into a focus area in a focal plane, a detector that detects light from the focus area, and a detection aperture to be confocally to the focus area has, and a scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand. The invention further relates to a device and to a scanning and descanning microscope assembly for carrying out such a method and to a laser scanning microscope with such a scanning and descanning microscope assembly. Accordingly, the scanning and descanning microscope assembly is, in particular, one for a laser scanning microscope. The detection aperture of the detector can be limited in particular by a pinhole diaphragm arranged in front of the detector and then confocal to the focus area. The detection aperture can, however, also be defined by one or more light-sensitive areas of the detector.
Bei einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe mit einer Beleuchtungslicht bereitstellenden Lichtquelle, einer das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich in einer Fokusebene fokussierenden Optik, einem Detektor für Licht aus dem Fokusbereich, der eine konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, und einem Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor mit der Lochblende einerseits und der Fokusebene andererseits, so dass der Scanner zum Scannen mit dem fokussierten Beleuchtungslicht von der Lichtquelle einerseits und zum Entscannen des Lichts aus dem Fokusbereich zu dem Detektor mit der Lochblende andererseits ausgebildet ist, ist eine genau konfokale Anordnung der Detektionsapertur wichtig, um das mit dem Beleuchtungslicht hervorgerufene Licht optimal zu messen. Dabei bedeutet die genau konfokale Anordnung der Detektionsapertur, dass sie bei ihrer Abbildung in die Fokusebene konzentrisch zu dem Fokusbereich angeordnet ist, in den das Beleuchtungslicht fokussiert wird. In a scanning and descanning microscope assembly with a light source providing illumination light, optics that focus the illumination light into a focal area in a focal plane, a detector for light from the focal area, which has a detection aperture to be confocally to the focal area, and a scanner between the light source and the Detector with the aperture on the one hand and the focal plane on the other, so that the scanner can scan with the focused illuminating light from the Light source on the one hand and for descanning the light from the focus area to the detector with the pinhole on the other hand, a precisely confocal arrangement of the detection aperture is important in order to optimally measure the light produced by the illuminating light. The precisely confocal arrangement of the detection aperture means that, when it is imaged in the focal plane, it is arranged concentrically to the focal area into which the illuminating light is focused.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Aus der WO 2018/042056 A1 sind ein Verfahren zum Justieren eines Laserscanning-Fluores- zenzmikroskops und ein entsprechendes Laserscanning-Fluoreszenzmikroskop mit einer auto- matischen Justiervorrichtung bekannt. Dabei geht um das Einstellen einer korrekten Justierung des Laserscanning-Fluoreszenzmikroskops, in der ein Intensitätsmaximum von Anregungslicht und eine Abbildung einer vor einem Fluoreszenzlichtdetektor angeordneten Lochblende im Fokus eines Objektivs zusammenfallen. Bei dem bekannten Verfahren wird eine mit einem Fluoreszenz farbstoff markierte Struktur in einer Probe mit dem Intensitätsmaximum des Anregungslichts abgetastet, um Bilder der Probe mit Abbildern der Struktur zu erzeugen, die verschiedenen Blen denöffnungen der Lochblende entsprechen. Dann wird ein Versatz zwischen den Lagen der Abbilder der Struktur in den erzeugten Bildern berechnet. Zum Einstellen der korrekten Justierung des Laserscanning-Fluoreszenzmikroskops wird das Intensitätsmaximum des Anregungslichts relativ zu der Abbildung der Lochblende in der Richtung des Versatzes verlagert, den das Abbild der Struktur in einem Bild, das einer kleineren Blendenöffnung der Lochblende entspricht, gegen über dem Abbild der Struktur in einem anderen Bild aufweist, das einer größeren Blendenöffnung der Lochblende entspricht. Die automatische Justiervorrichtung des bekannten Laserscanning- Fluoreszenzmikroskops ist dazu ausgebildet, das bekannte Verfahren automatisch durchzu führen. Das bekannte Verfahren setzt das Vorhandensein des vollständigen Laserscanning- Fluoreszenzmikroskops und die mit dem Fluoreszenzfarbstoff markierte Struktur in der Probe voraus, um die Bilder der Probe mit den Abbildern der Struktur zu erzeugen. Darüber hinaus muss die Blendenöffnung der Lochblende variabel oder zumindest die Lochblende entfernbar sein, um die Bilder zu erzeugen, die unterschiedlichen Blendenöffnungen der Lochblende ent sprechen. Aus der DE 10 2005 020 542 1 sind eine Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen der Lage und/oder Größe einer Lochblende in einem Laserscanningmikroskop bekannt. Über eine sepa rate Lichtquelle oder den Laser des Laserscanningmikroskops wird die Lochblende beleuchtet und die Lochblende quer zur optischen Achse verlagert, bis ein Intensitätsmaximum auf dem hinter der Lochblende angeordneten Detektor des Laserscanningmikroskops vorliegt. Dann befindet sich die Öffnung der Lochblende an einem Punkt, der durch den optischen Aufbau des Laserscanningmikroskops gegenüber der separaten Lichtquelle oder dem Laser definiert ist und der reproduzierbar aufgefunden werden kann. Eine Konfokalität des Laserscanningmikroskops ist damit nicht überprüfbar oder einstellbar. Die bekannte Vorrichtung ist bei dem Laser- scanningmikroskop vollständig auf derselben Seite des Scanners angeordnet, wie der Laser und der Detektor des Laserscanningmikroskops. A method for adjusting a laser scanning fluorescence microscope and a corresponding laser scanning fluorescence microscope with an automatic adjustment device are known from WO 2018/042056 A1. This involves setting a correct adjustment of the laser scanning fluorescence microscope, in which an intensity maximum of excitation light and an image of a pinhole diaphragm arranged in front of a fluorescence light detector in the focus of an objective coincide. In the known method, a fluorescent dye-labeled structure in a sample is scanned with the maximum intensity of the excitation light in order to generate images of the sample with images of the structure that correspond to the various apertures of the pinhole. An offset between the positions of the images of the structure in the generated images is then calculated. To set the correct adjustment of the laser scanning fluorescence microscope, the maximum intensity of the excitation light is shifted relative to the image of the pinhole in the direction of the offset, which the image of the structure in an image that corresponds to a smaller aperture of the pinhole, compared to the image of the structure in another image that corresponds to a larger aperture of the pinhole. The automatic adjustment device of the known laser scanning fluorescence microscope is designed to carry out the known method automatically. The known method requires the presence of the complete laser scanning fluorescence microscope and the structure marked with the fluorescent dye in the sample in order to generate the images of the sample with the images of the structure. In addition, the aperture of the pinhole must be variable or at least the pinhole must be removable in order to generate the images that correspond to the different apertures of the pinhole. DE 10 2005 020 542 1 discloses a device and method for setting the position and / or size of a perforated diaphragm in a laser scanning microscope. The pinhole is illuminated via a separate light source or the laser of the laser scanning microscope and the pinhole is displaced transversely to the optical axis until an intensity maximum is present on the detector of the laser scanning microscope located behind the pinhole. The opening of the pinhole is then located at a point which is defined by the optical structure of the laser scanning microscope in relation to the separate light source or the laser and which can be found reproducibly. A confocality of the laser scanning microscope cannot therefore be checked or set. In the laser scanning microscope, the known device is arranged completely on the same side of the scanner as the laser and the detector of the laser scanning microscope.
Aus der WO 2011/047365 A1 ist eine Autofokusvorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Strahl teiler, einem faseroptischen Zirkulator, einem optischen Kollimator, einem vergleichenden Detektor und einen Mikroprozessor bekannt. Der Strahlteiler teilt Licht von der Lichtquelle in zwei Teile. Der faseroptische Zirkulator ist mit einem ersten Anschluss an den Strahlteiler, mit einem zweiten Anschluss an den optischen Kollimator und mit einem dritten Anschluss an den vergleichenden Detektor angeschlossen. Der optische Kollimator richtet den einen Teil des Lichts von dem faseroptischen Zirkulator über einen dichroitischen Spiegel und ein Mikroskopobjektiv auf eine Probe. Der vergleichende Detektor verwendet den anderen Teil des Lichts von der Lichtquelle als Referenz und wandelt Licht von einem Substrat, auf dem die Probe angeordnet ist, in ein analoges Spannungssignal. Basierend auf dem analogen Spannungssignal des Ver gleichsdetektors steuert der Mikroprozessor einen Mikroskopprobentisch. In dem faseroptischen Zirkulator wird Licht ausschließlich von dem ersten Eingang zu dem zweiten Eingang und von dem zweiten Eingang zu dem dritten Eingang weitergeleitet. Der vergleichende Detektor teilt das von dem Substrat reflektierte Signal durch den Teil des Lichts von der Lichtquelle, um Variationen der Intensität Lichts von der Lichtquelle auszugleichen. Der Mikroprozessor steuert den Mikros kopprobentisch mit dem Ziel an, das analoge Spannungssignal von dem Vergleichsdetektor zu maximieren oder maximal zu halten. From WO 2011/047365 A1 an autofocus device with a light source, a beam splitter, a fiber optic circulator, an optical collimator, a comparative detector and a microprocessor is known. The beam splitter splits light from the light source into two parts. The fiber optic circulator has a first connection to the beam splitter, a second connection to the optical collimator and a third connection to the comparative detector. The optical collimator directs some of the light from the fiber optic circulator onto a sample via a dichroic mirror and a microscope objective. The comparative detector uses the other part of the light from the light source as a reference and converts light from a substrate on which the sample is placed into an analog voltage signal. Based on the analog voltage signal from the comparison detector, the microprocessor controls a microscope sample table. In the fiber optic circulator, light is passed only from the first input to the second input and from the second input to the third input. The comparative detector divides the signal reflected from the substrate by the portion of the light from the light source to compensate for variations in the intensity of light from the light source. The microprocessor controls the microscope sample table with the aim of maximizing or keeping the analog voltage signal from the comparison detector to a maximum.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines konfokalen Laserscanningmikroskops mit einer Beleuchtungslicht bereitstellenden Lichtquelle, einer das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich in einer Fokusebene fokussierenden Optik, einem Licht aus dem Fokusbereich detektierenden Detektor, der eine konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektions apertur aufweist, und einem Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits, bei denen das Beleuchtungslicht über den Scanner auf einen Hilfsdetektor und Hilfslicht von einer Hilfslichtquelle über den Scanner auf den Detektor gerichtet wird, ohne dass das Kalibrieren aber die Konfokalität einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe betrifft, sind aus der DE 199 06 763 A1 bekannt. Von dem Laser scanningmikroskop wird ein Objekt mit einem Lichtstrahl abgetastet. Für das Kalibrieren sind in einer Ebene einer Zwischenabbildung Kalibriermittel angeordnet, die ebenfalls mit dem Licht strahl abtastbar sind. Die Kalibriermittel können Messmittel sein, die als Detektionsmittel ausgeführt sind und zur Laserleistungsmessung oder Laserkalibrierung dienen. Bei den Detek tionsmitteln kann es sich um Photodioden handeln. Die Kalibriermittel können auch Leuchtmittel sein, die zur Kalibrierung der Detektoren dienen. Bei den Leuchtmitteln kann es sich um Leucht dioden handeln. Die Kalibriermittel können in der Ebene der Zwischenabbildung in den Bereich des Bildfelds einschwenkbar sein oder am Rand der Zwischenabbildung außerhalb des eigentlichen Bildfelds fest angeordnet sein. A method and a device for calibrating a confocal laser scanning microscope with a light source providing illumination light, optics that focus the illumination light in a focal area in a focal plane, a light from the focal area Detecting detector, which has a detection aperture to be confocal to the focus area, and a scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, in which the illuminating light via the scanner to an auxiliary detector and auxiliary light from an auxiliary light source via the scanner to the detector is directed, but without the calibration affecting the confocality of a scanning and descanning microscope assembly are known from DE 199 06 763 A1. The laser scanning microscope scans an object with a light beam. For the calibration, calibration means are arranged in a plane of an intermediate image and can also be scanned with the light beam. The calibration means can be measuring means which are designed as detection means and are used for laser power measurement or laser calibration. The detection means can be photodiodes. The calibration means can also be illuminants which are used to calibrate the detectors. The lamps can be light-emitting diodes. The calibration means can be pivoted into the area of the image field in the plane of the intermediate image or can be fixedly arranged at the edge of the intermediate image outside the actual image field.
AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen aufzuzeigen, die eine Überprüfung der Konfokalität einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe ermöglichen, ohne dass ein vollständiges, die Mikroskopbaugruppe umfassendes Laserscan- ningmikroskop vorhanden oder eine Probe mit einem solchen Laserscanningmikroskop gemes sen werden muss. The invention is based on the object of providing a method and devices which enable the confocality of a scanning and descanning microscope assembly to be checked without a complete laser scanning microscope comprising the microscope assembly having to be present or a sample having to be measured with such a laser scanning microscope.
LOSUNG SOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 , eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 , eine scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Laserscanningmikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens, der Vorrichtung, der Mikroskopbaugruppe und des Laserscanningmikroskops. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG The object of the invention is achieved by a method with the features of independent claim 1, a device with the features of claim 11, a scanning and descanning microscope assembly with the features of claim 12 and a laser scanning microscope with the features of claim 20. The further dependent claims relate to preferred embodiments of the method, the device, the microscope assembly and the laser scanning microscope. DESCRIPTION OF THE INVENTION
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Überprüfung der Konfokalität einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe mit einer Beleuchtungslicht bereitstellenden Lichtquelle, wobei das Beleuchtungslicht aus einer Emissionsapertur der Lichtquelle austritt, einer das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich in einer Fokusebene fokussierenden Optik, einem Licht aus dem Fokusbereich detektierenden Detektor, der eine konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, und einem Scannerzwischen der Lichtquelle und dem Detektor mit der Lochblende einerseits, d. h. auf der einen Seite des Scanners, und der Fokusebene andererseits, d. h. auf der anderen Seite des Scanners. Dazu ist festzustellen, dass das Licht, das mit dem Detektor detektiert wird, nicht aus dem Fokusbereich in der betrachteten Fokusebene heraus emittiert werden muss, sondern auch aus einer anderen Ebene stammen kann. Dass die Detektionsapertur des Detektors konfokal zu dem Fokusbereich "anzuordnen" ist, definiert keinen zwingenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern nur, dass die Detektionsapertur bei gegebener Konfokalität der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe des Detektors konfokal zu dem Fokusbereich angeordnet ist. The method according to the invention is used to check the confocality of a scanning and descanning microscope assembly with a light source providing illuminating light, the illuminating light emerging from an emission aperture of the light source, an optical system that focuses the illuminating light into a focal area in a focal plane, a detector that detects light from the focal area has a detection aperture to be arranged confocally to the focal area, and a scanner between the light source and the detector with the pinhole on the one hand, d. H. on one side of the scanner and the focal plane on the other hand, d. H. on the other side of the scanner. To this end, it should be noted that the light that is detected with the detector does not have to be emitted from the focal area in the focal plane under consideration, but can also come from another plane. The fact that the detection aperture of the detector is “to be arranged” confocally to the focus area does not define a mandatory step of the method according to the invention, but only that the detection aperture is arranged confocally to the focus area given the confocality of the scanning and descanning microscope assembly of the detector.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind/ist ein Hilfsdetektor mit einer Detektionshilfsapertur und/oder eine Hilfslicht bereitstellende Hilfslichtquelle mit einer Emissionshilfsapertur, aus der das Hilfslicht austritt, in der Fokusebene angeordnet. Mindestens ist der Hilfsdetektor oder die Hilfslichtquelle in der Fokusebene angeordnet. Wenn dort der Hilfsdetektor und die Hilfslichtquelle angeordnet sind, sind die Detektionshilfsapertur und die Emissionshilfsapertur in der Fokusebene konzentrisch angeordnet. Zur Erfüllung dieses Merkmals des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es erforderlich sein, den Hilfsdetektor und/oder die Hilfslichtquelle aktiv in der Fokusebene anzuordnen. Es ist aber auch dann erfüllt, wenn die auf Konfokalität zu überprüfende scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe den Hilfsdetektor und/oder die Hilfslichtquelle bereits in der Fokusebene aufweist. In the method according to the invention, an auxiliary detector with an auxiliary detection aperture and / or an auxiliary light source providing auxiliary light with an auxiliary emission aperture from which the auxiliary light emerges is / is arranged in the focal plane. At least the auxiliary detector or the auxiliary light source is arranged in the focal plane. If the auxiliary detector and the auxiliary light source are arranged there, the auxiliary detection aperture and the auxiliary emission aperture are arranged concentrically in the focal plane. To fulfill this feature of the method according to the invention, it may be necessary to actively arrange the auxiliary detector and / or the auxiliary light source in the focal plane. However, it is also fulfilled when the scanning and descanning microscope assembly to be checked for confocality already has the auxiliary detector and / or the auxiliary light source in the focal plane.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die in der Fokusebene angeordnete Detektions hilfsapertur des Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts abgetastet, wobei eine erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über verschiedene Stellungen des Scanners hinweg erfasst wird. Alternativ wird eine konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnete Detektionshilfsapertur eines separaten Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, wobei eine erste Intensitätsverteilung des von dem separaten Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über verschiedene Stellungen des Scanners hinweg erfasst wird. Die erste Intensitätsverteilung beschreibt in beiden Fällen die Anordnung der Emissionsapertur der Lichtquelle und damit des Beleuchtungslichts gegenüber der in der Fokusebene angeordneten Hilfseinrichtung, das ist der Hilfsdetektor oder die Hilfslichtquelle. In the method according to the invention, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned by adjusting the scanner with the focus area of the illuminating light, a first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector being recorded across different positions of the scanner. Alternatively, an auxiliary detection aperture, arranged concentrically to the emission aperture of the light source, of a separate auxiliary detector is created by adjusting the scanner with the auxiliary light, that through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane exits, scanned, a first intensity distribution of the illuminating light registered by the separate auxiliary detector being detected over different positions of the scanner. In both cases, the first intensity distribution describes the arrangement of the emission aperture of the light source and thus of the illuminating light with respect to the auxiliary device arranged in the focal plane, that is, the auxiliary detector or the auxiliary light source.
Weiterhin wird die Detektionsapertur des Detektors durch Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, wobei eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg erfasst wird. Alternativ wird hier die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners mit Hilfslicht, das durch eine konzentrisch zu der Detektionsapertur angeordnete Emissionshilfsapertur einer separaten Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, wobei eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg erfasst wird. Die zweite Intensitätsverteilung beschreibt in beiden Fällen die Anordnung der Detektionsapertur des Detektors gegenüber der in der Fokusebene angeordneten Hilfseinrichtung, das ist die Hilfslichtquelle oder der Hilfsdetektor. Furthermore, the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that emerges through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector being recorded across the positions of the scanner. Alternatively, the auxiliary detection aperture arranged in the focal plane of the auxiliary detector is scanned by adjusting the scanner with auxiliary light which exits through an auxiliary emission aperture of a separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, with a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the auxiliary detector across the positions of the scanner is captured. In both cases, the second intensity distribution describes the arrangement of the detection aperture of the detector with respect to the auxiliary device arranged in the focal plane, that is, the auxiliary light source or the auxiliary detector.
Dann wird mindestens ein Unterschied zwischen der ersten Intensitätsverteilung und der zweiten Intensitätsverteilung über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg als Maß für einen Fehler der Konfokalität erfasst. Es versteht sich, dass die beiden Intensitätsverteilungen zur Erfassung des Unterschieds über vergleichbare und typischerweise dieselben Stellungen des Scanners hinweg erfasst werden. Dann deutet ein Lageunterschied zwischen Maxima oder Schwerpunkten der beiden Intensitäts verteilungen bezogen auf diese Stellungen des Scanners unmittelbar auf einen Fehler der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe hin, d. h. auf einen Versatz zwischen dem Fokusbereich, in den das Beleuchtungslicht mit der fokussierenden Optik in die Fokusebene fokussiert wird, und dem Abbild der Detektionsapertur des Detektors in die Fokusebene oder dem Abbild des Fokusbereichs, in den das Beleuchtungslicht mit der fokussierenden Optik fokussiert wird, auf die Detektionsapertur. Entsprechend ist der mindestens eine Unterschied, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise erfasst wird, der Lageunterschied zwischen Maxima oder Schwerpunkten der beiden Intensitätsverteilungen. Um die Konfokalität der Mikroskopbaugruppe herzustellen, wird der mindestens eine Unterschied kompensiert. Dies kann durch eine reale Relativverschiebung der Detektionsapertur des Detektors gegenüber der Emissionsapertur der Lichtquelle geschehen, die durch ein Verschieben einer Lochblende vor dem Detektor oder auch durch eine Verlagerung der Lichtquelle gegenüber dem Detektor erreicht werden kann, oder durch eine virtuelle Relativverlagerung. Eine virtuelle Relativverlagerung wird zum Beispiel durch Verschwenken eines Spiegels oder durch eine andere Bewegung eines anderen optischen Bauteils im Strahlengang des Beleuchtungslichts von der Lichtquelle oder des Lichts aus dem Fokusbereich zu dem Detektor bewirkt. At least one difference between the first intensity distribution and the second intensity distribution over the various positions of the scanner is then recorded as a measure of an error in confocality. It goes without saying that the two intensity distributions for detecting the difference are detected over comparable and typically the same positions of the scanner. Then a difference in position between maxima or focal points of the two intensity distributions based on these positions of the scanner indicates an error in the confocality of the microscope assembly, i.e. an offset between the focus area in which the illuminating light is focused into the focus plane with the focusing optics, and the image of the detection aperture of the detector in the focal plane or the image of the focal area into which the illuminating light is focused with the focusing optics onto the detection aperture. Correspondingly, the at least one difference that is preferably detected in the method according to the invention is the difference in position between maxima or focal points of the two intensity distributions. To produce the confocality of the microscope assembly, the at least one difference is compensated for. This can be done by a real relative shift of the detection aperture of the detector with respect to the emission aperture of the light source, which can be achieved by shifting a pinhole in front of the detector or by shifting the light source with respect to the detector, or by a virtual relative shift. A virtual relative displacement is brought about, for example, by pivoting a mirror or by some other movement of another optical component in the beam path of the illuminating light from the light source or the light from the focus area to the detector.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren an einem die scannende und entscannende Mikros- kopbaugruppe sowie ein Objektiv umfassenden Laserscanningmikroskop durchgeführt wird, können die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und/oder die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle in einer Zwischenbildebene des Laserscanningmikroskops angeordnet werden. Sie können dabei in einem Bereich der jeweiligen Zwischenbildebene angeordnet werden, der außerhalb des Bereichs liegt, der beim Abtasten eines Objekts mit dem Beleuchtungslicht durch das Objektiv des Laserscanningmikroskops ausgenutzt wird. Alternativ können dieIf the method according to the invention is carried out on a laser scanning microscope comprising the scanning and descanning microscope assembly and an objective, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source can be arranged in an intermediate image plane of the laser scanning microscope. They can be arranged in an area of the respective intermediate image plane that lies outside the area that is used when an object is scanned with the illuminating light through the objective of the laser scanning microscope. Alternatively, the
Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und/oder die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle in einem Abzweig von einem Hauptstrahlengang eines die scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe und ein Objektiv umfassenden Laserscanningmikroskops angeordnet werden, wobei dieser Abzweig auch grundsätzlich nicht zu dem mit dem Laserscanningmikroskop untersuchten Objekt führt. Dieser Abzweig kann konkret an einem Strahlteiler imAuxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged in a branch from a main beam path of a laser scanning microscope comprising the scanning and descanning microscope assembly and an objective, this branch also generally not leading to the object examined with the laser scanning microscope. This branch can specifically be connected to a beam splitter in
Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops, an einem Umlenkspiegel, der stationär oder instationär in dem Hauptstrahlengang angeordnet wird, oder an einem Drehspiegel des Scanners abgezweigt werden. Die Scanner verschiedener Laserscanningmikroskope verfügen über drei oder vier verschwenkbare Drehspiegel, wobei einer oder beiden seitlichen Scanrichtungen zwei Drehspiegel zugeordnet sind. Einer dieser Drehspiegel je Scanrichtung kann dazu genutzt werden, den Scanner grundsätzlich auf die Detektionshilfsapertur und/oder die Emissionshilfs apertur auszurichten. Mit dem jeweils anderen Spiegel kann das Abtasten der Detektionshilfs apertur desjeweiligen Hilfsdetektors bzw. der Detektionsapertur des Detektors vollzogen werden. Aber auch viele Scanner mit nur einem Drehspiegel je Scanrichtung können zum Abtasten der Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors in dem Abzweig von dem Abzweig von dem Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops und zum Abtasten der Detektionsapertur des Detektors mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle in dem Hauptstrahlengang genutzt werden. Wenn also ein geeigneter Scanner vorhanden ist, reicht zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einfachsten Fall ein sowohl als Hilfslichtquelle als auch als Hilfsdetektor verwendbares photoelektrisches Bauteil aus. Main beam path of the laser scanning microscope, can be branched off on a deflecting mirror which is arranged stationary or unsteady in the main beam path, or on a rotating mirror of the scanner. The scanners of different laser scanning microscopes have three or four pivotable rotating mirrors, with one or both lateral scanning directions being assigned two rotating mirrors. One of these rotating mirrors per scanning direction can be used to basically align the scanner with the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture. The respective other mirror can be used to scan the detection auxiliary aperture of the respective auxiliary detector or the detection aperture of the detector. However, many scanners with only one rotating mirror per scanning direction can also be used to scan the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector in the branch from the branch from the main beam path of the laser scanning microscope and to scan the detection aperture of the detector with the auxiliary light from the auxiliary light source in the main beam path. So if a suitable scanner is available, it is sufficient to implement the invention In the simplest case, the method comprises a photoelectric component that can be used both as an auxiliary light source and as an auxiliary detector.
Zusätzlich kann in dem Abzweig von dem Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops zumindest ein Teil der das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussie- renden Optik angeordnet werden. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, dass dann, wenn die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle bei dem erfindungsgemäßen Verfahren konzentrisch in der Fokusebene angeordnet werden, dies nicht zwingend bedeutet, dass die Hilfslichtquelle und der Hilfsdetektor auch real in derselben Fokusebene angeordnet werden müssen. Vielmehr können die Detektionshilfsapertur und/oder die Emissionshilfsapertur auch dadurch in der Fokusebene angeordnet werden, dass die Hilfslichtquelle und/oder der Hilfsdetektor dorthin abgebildet werden/wird. Zudem muss die Fokusebene, in der die Detektionshilfsapertur und/oder die Emissionshilfsapertur angeordnet werden, nicht identisch mit irgendeiner Zwischenbildebene des Laserscanningmikroskops sein, über die das Beleuchtungslicht von der Lichtquelle durch das Objektiv zu einem zu untersuchenden Objekt und durch das Beleuchtungslicht hervorgerufenes Licht von dem Objekt durch das Objektiv zu dem Detektor gelangt. Vielmehr kann die Fokusebene, in der die Detektionshilfsapertur und/oder die Emissionshilfsapertur angeordnet werden, zu jeder Zwischenbildebene des Laserscanningmikroskops versetzt und/oder verkippt sein. In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts abgetastet, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. Weiterhin wird die Detektionsapertur des Detektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle, das durch die konzentrisch zu der Detektionshilfsapertur in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. In addition, at least some of the optics that focus the illuminating light in the focal area in the focal plane can be arranged in the branch from the main beam path of the laser scanning microscope. In this context, it should be noted that if the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged concentrically in the focal plane in the method according to the invention, this does not necessarily mean that the auxiliary light source and the auxiliary detector actually have to be arranged in the same focal plane. Rather, the auxiliary detection aperture and / or the auxiliary emission aperture can also be arranged in the focal plane in that the auxiliary light source and / or the auxiliary detector are / is imaged there. In addition, the focal plane in which the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture are arranged does not have to be identical to any intermediate image plane of the laser scanning microscope via which the illuminating light from the light source through the objective to an object to be examined and the light produced by the illuminating light from the object passes through the lens to the detector. Rather, the focal plane in which the detection auxiliary aperture and / or the emission auxiliary aperture are arranged can be offset and / or tilted relative to each intermediate image plane of the laser scanning microscope. In a first embodiment of the method according to the invention, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned by adjusting the scanner with the focal area of the illuminating light in order to detect the first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner. Furthermore, the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source, which exits through the emission auxiliary aperture of the auxiliary light source arranged concentrically to the detection auxiliary aperture in the focal plane, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector over the positions of the Across the scanner.
Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Detektionshilfsapertur und die Emissionshilfsapertur in der Fokusebene nicht nur konzentrisch, sondern auch deckungsgleich sein. Eine Deckungsgleichheit kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, das als die Hilfslichtquelle und als der Hilfsdetektor dasselbe photoelektrische Bauteil verwendet wird. Konkret kann dieses photoelektrische Bauteil eine Leuchtdiode, eine Superlumineszenzdiode, eine Laserdiode oder eine Photodiode sein. Dass diese photoelektrischen Bauteile so ansteuerbar sind bzw. verschaltet werden können, dass sie einerseits als Lichtquelle und andererseits als Detektor für Licht nutzbar sind, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Detektionshilfsapertur und die Emissionshilfsapertur auch mit einem in der Fokusebene ange ordneten Endquerschnitt eines Lichtleiters ausgebildet werden. Dieser Lichtleiter kann grund sätzlich auch zu einem photoelektrischen Bauteil führen, das sowohl als Hilfslichtquelle als auch als Hilfsdetektor verwendet wird. Der Lichtleiter kann aber auch über einen Freistrahl-Strahlteiler, einen Faserstrahlteiler oder einen Zirkulator zu der Hilfslichtquelle und dem Hilfsdetektor hin verzweigt sein. Dann können problemlos separate photoelektrische Bauteile für die Hilfslicht quelle und den Hilfsdetektor verwendet werden. Bei Verwendung eines Zirkulators wird dabei ohne zusätzlichen Aufwand vermieden, dass nur ein Teil des über den Endquerschnitt in den Lichtleiter eintretenden Beleuchtungslichts zu dem Hilfsdetektor gelangt oder nur ein Teil des Hilfslichts von der Hilfslichtquelle über den Endquerschnitt aus dem Lichtleiter austritt. In the first embodiment of the method according to the invention, the detection auxiliary aperture and the emission auxiliary aperture in the focal plane can be not only concentric but also congruent. Coincidence can be brought about, for example, in that the same photoelectric component is used as the auxiliary light source and as the auxiliary detector. Specifically, this photoelectric component can be a light-emitting diode, a Superluminescent diode, a laser diode or a photodiode. The person skilled in the art is generally aware that these photoelectric components can be controlled or connected in such a way that they can be used on the one hand as a light source and on the other hand as a detector for light. In the first embodiment of the method according to the invention, the detection auxiliary aperture and the emission auxiliary aperture can also be formed with an end cross-section of a light guide arranged in the focal plane. This light guide can in principle also lead to a photoelectric component that is used both as an auxiliary light source and as an auxiliary detector. The light guide can, however, also be branched to the auxiliary light source and the auxiliary detector via a free beam beam splitter, a fiber beam splitter or a circulator. Separate photoelectric components can then easily be used for the auxiliary light source and the auxiliary detector. When using a circulator, it is avoided without additional effort that only part of the illuminating light entering the light guide via the end cross section reaches the auxiliary detector or only part of the auxiliary light from the auxiliary light source exits the light guide via the end cross section.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors wie bei der ersten Ausführungsform durch das Verstellen des Scanners mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts abgetastet, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. Abweichend von der ersten Ausführungsform wird aber die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die konzentrisch zu der Detektionsapertur angeordnete Emissionshilfsapertur der separaten Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, um die zweite Intensitäts- Verteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. Der Detektionsstrahlengang wird bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens also von dem Hilfslicht in einer Richtung durchstrahlt, die der Richtung des von dem Detektor normalerweise detektierten Lichts aus der Fokusebene entgegen gesetzt ist. Dennoch beschreibt auch hier die zweite Intensitätsverteilung die Anordnung der Detektionsapertur des Detektors - in Form der Anordnung der dazu konzentrischen Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle - gegenüber der Hilfseinrichtung - in Form des Hilfsdetektors - in der Fokusebene. In einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird abweichend von der ersten Ausführungsform die konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnete Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. Hingegen wird die Detektionsapertur des Detektors wie bei der ersten Ausführungsform durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. Hier beschreibt die erste Intensitätsverteilung die Anordnung der Emissionsapertur der Lichtquelle - in Form der Anordnung der dazu konzentrischen Detektionshilfsapertur des Hilfslichtdetektors - gegenüber der Hilfseinrichtung - in Form der Hilfslichtquelle - in der Fokusebene. Grundsätzlich ist auch noch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, bei der abweichend von der ersten Ausführungsform die konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnete Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abgetastet wird, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen, und bei der ebenfalls abweichend von der ersten Ausführungsform die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch das Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht, das durch die konzentrisch zu der Detektionsapertur angeordnete Emissionshilfsapertur der separaten Hilfslichtquelle austritt, abgetastet wird, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen. In a second embodiment of the method according to the invention, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane is scanned as in the first embodiment by adjusting the scanner with the focus area of the illumination light in order to obtain the first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner capture. In contrast to the first embodiment, however, the auxiliary detection aperture arranged in the focal plane of the auxiliary detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary detector registered auxiliary light across the positions of the scanner. In the second embodiment of the method according to the invention, the detection beam path is penetrated by the auxiliary light in a direction which is opposite to the direction of the light normally detected by the detector from the focal plane. Nevertheless, the second intensity distribution describes the arrangement of the detection aperture of the detector - in the form of the arrangement of the concentric emission auxiliary aperture of the auxiliary light source - opposite the auxiliary device - in the form of the auxiliary detector - in the focal plane. In a third embodiment of the method according to the invention, in contrast to the first embodiment, the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, in order to to detect first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector over the various positions of the scanner. On the other hand, as in the first embodiment, the detection aperture of the detector is scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane, in order to determine the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector across the positions of the scanner capture. Here, the first intensity distribution describes the arrangement of the emission aperture of the light source - in the form of the arrangement of the auxiliary detection aperture of the auxiliary light detector which is concentric therewith - opposite the auxiliary device - in the form of the auxiliary light source - in the focal plane. In principle, a fourth embodiment of the method according to the invention is also possible, in which, in contrast to the first embodiment, the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source is achieved by adjusting the scanner with the auxiliary light, and that by the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane exits, is scanned in order to detect the first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector across the various positions of the scanner, and in which, also different from the first embodiment, the auxiliary detector's detection aperture arranged in the focal plane by adjusting the scanner with the auxiliary light , which exits through the emission auxiliary aperture of the separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, is scanned in order to determine the second intensity distribution of the re to detect registered auxiliary light over the positions of the scanner.
Zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Vorrichtung mit einem Hilfsdetektor und einer Hilfslichtquelle verwendet werden, die einen zu einem genormten Anschluss der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe oder einem solchen genormten Anschluss eines die scannende und entscannendeTo carry out the first embodiment of the method according to the invention, a device with an auxiliary detector and an auxiliary light source can be used, which has a standardized connection for the scanning and descanning microscope assembly or such a standardized connection for a scanning and descanning
Mikroskopbaugruppe und ein Objektiv umfassenden Laserscanningmikroskop derart passenden Gegenanschluss aufweist, dass eine Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und eine Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle, deren Lagen gegenüber dem Gegenanschluss fest sind, bei an den Anschluss angeschlossenem Gegenanschluss in der Fokusebene der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe angeordnet sind. Diese Vorrichtung kann dann an die jeweilige Mikroskopbaugruppe oder das jeweilige Laserscanningmikroskop über deren bzw. dessen genormten Anschluss angeschlossen werden, um die Mikroskopbaugruppe und damit ggf. auch das gesamte Laserscanningmikroskop auf seine Konfokalität hin zu überprüfen. Microscope assembly and an objective comprising laser scanning microscope has such a matching mating connection that a detection auxiliary aperture of the auxiliary detector and a Emission auxiliary aperture of the auxiliary light source, the positions of which are fixed with respect to the mating connection, are arranged in the focal plane of the scanning and descanning microscope assembly when the mating connection is connected to the connection. This device can then be connected to the respective microscope assembly or the respective laser scanning microscope via its or its standardized connection in order to check the microscope assembly and thus possibly also the entire laser scanning microscope for its confocality.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im Extremfall ausschließlich aus dem Gegenan schluss und einem in fester Relativlage dazu angeordneten elektrooptischen Bauteil, das sowohl als Hilfsdetektor als auch als Hilfslichtquelle verwendbar ist, und der zugehörigen Schaltung zur Ansteuerung dieses Bauteils als Hilfsdetektor einerseits und als Hilfslichtquelle andererseits. In the extreme case, the device according to the invention consists exclusively of the counter connection and an electro-optical component arranged in a fixed position relative to it, which can be used both as an auxiliary detector and as an auxiliary light source, and the associated circuit for controlling this component as an auxiliary detector on the one hand and an auxiliary light source on the other.
Bei der Durchführung aller Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können der Hilfsdetektor und die Hilfslichtquelle in die scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe integriert sein. Eine entsprechende erfindungsgemäße scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Beleuchtungslicht bereitstellende Lichtquelle, wobei das Beleuchtungslicht aus einer Emissionsapertur der Lichtquelle austritt, eine das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich in einer Fokusebene fokussierende Optik, einen Detektor für Licht aus dem Fokusbereich, der eine konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, einen Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits, und in der Fokusebene einen Hilfsdetektor mit einer Detektionshilfsapertur und/oder eine Hilfslicht bereitstellende Hilfslichtquelle mit einer Emissionshilfsapertur, aus der das Hilfslicht austritt, auf. Dabei sind dann, wenn der Hilfsdetektor und die Hilfslichtquelle in der Fokusebene angeordnet sind, die Detektionshilfsapertur und die Emissionshilfsapertur konzentrisch angeordnet. Durch Verstellen des Scanners ist die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors in der Fokusebene mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts oder eine konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnete Detektionshilfsapertur eines separaten Hilfsdetektors mit dem Hilfslicht, das durch die in der Fokusebene angeordnete Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, abtastbar. Weiterhin ist durch Verstellen des Scanners die Detektionsapertur des Detektors mit dem Hilfslicht, das in der Fokusebene aus der Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austritt, oder die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors mit Hilfslicht, das durch eine konzentrisch zu der Detektionsapertur angeordnete Emissionshilfsapertur einer separaten Hilfslichtquelle austritt, abtastbar. When carrying out all embodiments of the method according to the invention, the auxiliary detector and the auxiliary light source can be integrated into the scanning and descanning microscope assembly. A corresponding scanning and descanning microscope assembly according to the invention for carrying out the method according to the invention has a light source providing illuminating light, the illuminating light emerging from an emission aperture of the light source, optics focusing the illuminating light into a focal area in a focal plane, a detector for light from the focal area, which has a Has detection aperture to be arranged confocally to the focus area, a scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, and in the focal plane an auxiliary detector with an auxiliary detection aperture and / or an auxiliary light source providing auxiliary light with an auxiliary emission aperture from which the auxiliary light emerges. In this case, if the auxiliary detector and the auxiliary light source are arranged in the focal plane, the auxiliary detection aperture and the auxiliary emission aperture are arranged concentrically. By adjusting the scanner, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector can be scanned in the focal plane with the focus area of the illuminating light or an auxiliary detection aperture of a separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source can be scanned with the auxiliary light that exits through the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source arranged in the focal plane. Furthermore, by adjusting the scanner, the detection aperture of the detector with the auxiliary light, which emerges in the focal plane from the emission auxiliary aperture of the auxiliary light source, or the detection auxiliary aperture of the auxiliary detector with auxiliary light arranged in the focal plane, which exits through an emission auxiliary aperture of a separate auxiliary light source arranged concentrically to the detection aperture, can be scanned.
Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Mikroskopbaugruppe eine Überprüfungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, durch Verstellen des Scanners die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors in der Fokusebene mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts oder die konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnete Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle in der Fokusebene abzutasten und eine erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor registrierten Beleuchtungslichts oder des von dem separaten Hilfsdetektor registrierten Hilfslichts über verschiedene Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen, die weiterhin dazu ausgebildet ist, durch Verstellen des Scanners die Detektionsapertur des Detektors mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle in der Fokusebene oder die in der Fokusebene angeordnete Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors mit dem aus der konzentrisch zu der Detektionsapertur des Detektors angeordneten Emissionshilfsapertur der separaten Hilfslichtquelle austretenden Hilfslicht abzutasten und eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor registrierten Hilfslichts oder des von dem Hilfsdetektor registrierten Hilfslichts über die Stellungen des Scanners hinweg zu erfassen, und die zudem dazu ausgebildet ist, mindestens einen Unterschied zwischen der ersten Intensitätsverteilung und der zweiten Intensitätsverteilung über die verschiedenen Stellungen des Scanners hinweg als Maß für einen Fehler der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe zu erfassen. Bei einer erfindungsgemäßen scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der das Beleuchtungslicht bereitstellenden Lichtquelle, dem das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussierenden Optik, dem Detektor für das Licht aus dem Fokusbereich, der die konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, und dem Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits sind die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors, auf die das Beleuchtungslicht über den Scanner richtbar ist, und die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle, durch die das Hilfslicht von der Hilfslichtquelle austritt, das über den Scanner auf die Detektionsapertur des Detektors richtbar ist, konzentrisch in der Fokusebene angeordnet, und zwar derart, dass die Detektionshilfsapertur durch Verstellen des Scanners mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts abtastbar ist und die Detektionsapertur des Detektors durch Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle abtastbar ist. Dazu ist der Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits, so dass diese auf der einen Seite des Scanners liegen, und dem Hilfsdetektor und der Hilfslichtquelle andererseits, so dass diese auf der anderen Seite des Scanners liegen, anzuordnen. Auch hier ist noch einmal darauf hinzuweisen, dass diese Anordnung ansonsten real oder virtuell sein kann, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dargelegt wurde. Preferably, a microscope assembly according to the invention has a checking device which is designed to adjust the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector in the focal plane with the focus area of the illuminating light or the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture of the light source with the auxiliary light from the auxiliary light source in the focal plane and to detect a first intensity distribution of the illumination light registered by the auxiliary detector or of the auxiliary light registered by the separate auxiliary detector over different positions of the scanner, which is furthermore designed to adjust the detection aperture of the detector with the auxiliary light from the auxiliary light source in the focal plane or the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector arranged in the focal plane with the one from the concentric to the detection aperture of the detector To scan rdneten emission auxiliary aperture of the separate auxiliary light source emerging auxiliary light and to detect a second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector or the auxiliary light registered by the auxiliary detector across the positions of the scanner, and which is also designed to detect at least one difference between the first intensity distribution and the to detect second intensity distribution across the various positions of the scanner as a measure of an error in the confocality of the microscope assembly. In a scanning and descanning microscope assembly according to the invention for performing the first embodiment of the method according to the invention with the light source providing the illuminating light, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the focal area, which is to be confocally to the focal area Has detection aperture, and the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector, to which the illuminating light can be directed via the scanner, and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source through which the auxiliary light exits from the auxiliary light source via the scanner can be directed onto the detection aperture of the detector, arranged concentrically in the focal plane, in such a way that the auxiliary detection aperture scans with the focus area of the illuminating light by adjusting the scanner ar and the detection aperture of the detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source. For this purpose, the scanner is between the light source and the detector on the one hand, so that they are on one side of the scanner, and on the other hand, the auxiliary detector and the auxiliary light source, so that they are on the other side of the scanner. Here, too, it should be pointed out again that this arrangement can otherwise be real or virtual, as has already been explained above in connection with the method according to the invention.
Eine erfindungsgemäße scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe zur Durchführung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die das Beleuchtungslicht bereitstellende Lichtquelle, die das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussierende Optik, den Detektor für das Licht aus dem Fokusbereich, der die konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, den Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits, und den Hilfsdetektor auf, auf den das Beleuchtungslicht über den Scanner richtbar ist. Dabei ist die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors derart in der Fokusebene angeordnet, und die Emissionshilfsapertur der das Hilfslicht bereitstellenden separaten Hilfslichtquelle ist derart konzentrisch zu der Detektionsapertur des Detektors angeordnet, dass die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners zum einen mit dem Fokusbereich des Beleuchtungslichts und zum anderen mit dem aus der Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austretenden Hilfslicht abtastbar ist. A scanning and descanning microscope assembly according to the invention for performing the second embodiment of the method according to the invention has the light source providing the illuminating light, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the focal area, the detection aperture to be confocal to the focal area has, the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, and the auxiliary detector to which the illuminating light can be directed via the scanner. The auxiliary detection aperture of the auxiliary detector is arranged in the focal plane, and the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source providing the auxiliary light is arranged concentrically to the detection aperture of the detector that the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector by adjusting the scanner on the one hand with the focus area of the illuminating light and on the other can be scanned with the auxiliary light emerging from the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source.
Eine erfindungsgemäße scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe zur Durchführung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die das Beleuchtungslicht bereitstellende Lichtquelle, wobei das Beleuchtungslicht aus der Emissionsapertur der Lichtquelle austritt, die das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussierende Optik, den Detektor für das Licht aus dem Fokusbereich, der die konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, den Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits und die das Hilfslicht bereitstellende Hilfslichtquelle auf, deren Hilfslicht über den Scanner auf den Detektor richtbar ist. Dabei ist die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle, durch die das Hilfslicht austritt, derart in der Fokusebene angeordnet, und die Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors ist derart konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnet, dass zum einen die Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors und zum anderen die Detektionsapertur des Detektors durch Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle abtastbar ist. Eine erfindungsgemäße scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe zur Durchführung der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die das Beleuchtungslicht bereitstellende Lichtquelle, wobei das Beleuchtungslicht aus der Emissionsapertur der Lichtquelle austritt, die das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussierende Optik, den Detektor für das Licht aus dem Fokusbereich, der die konfokal zu dem Fokusbereich anzuordnende Detektionsapertur aufweist, den Scanner zwischen der Lichtquelle und dem Detektor einerseits und der Fokusebene andererseits, den Hilfsdetektor, auf den das Beleuchtungslicht über den Scanner richtbar ist, und die das Hilfslicht bereitstellende Hilfslichtquelle auf, deren Hilfslicht über den Scanner auf den Detektor richtbar ist. Dabei sind die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle derart konzentrisch in der Fokusebene angeordnet, ist die Emissionshilfsapertur der das Hilfslicht bereitstellenden separaten Hilfslichtquelle derart konzentrisch zu der Detektionsapertur des Detektors angeordnet und ist die Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors derart konzentrisch zu der Emissionsapertur der Lichtquelle angeordnet, dass die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners mit dem aus der Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle austretenden Hilfslicht abtastbar ist und dass die Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors durch Verstellen des Scanners mit dem Hilfslicht von der Hilfslichtquelle abtastbar ist. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppe wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Bei einem erfindungsgemäßen Laserscanningmikroskop mit einem Objektiv und einer erfindungsgemäßen scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe können die Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors und/oder die Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle in einer Zwischenbildebene des Laserscanningmikroskops oder in einem Abzweig von einem Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops angeordnet sein. Dieser Abzweig kann optional an einem Strahlteiler im Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops, an einem Umlenkspiegel oder einem Drehspiegel des Scanners abzweigen. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Abzweig zumindest ein Teil der das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich in der Fokusebene fokussierenden Optik angeordnet sein. A scanning and descanning microscope assembly according to the invention for carrying out the third embodiment of the method according to the invention has the light source providing the illuminating light, the illuminating light emerging from the emission aperture of the light source, the optics focusing the illuminating light into the focus area in the focal plane, the detector for the light from the Focus area, which has the detection aperture to be confocally to the focus area, the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, and the auxiliary light source providing the auxiliary light whose auxiliary light can be directed to the detector via the scanner. The auxiliary emission aperture of the auxiliary light source through which the auxiliary light emerges is arranged in the focal plane, and the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector is arranged concentrically to the emission aperture of the light source that on the one hand the detection auxiliary aperture of the separate auxiliary detector and on the other hand the detection aperture of the detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source. A scanning and descanning microscope assembly according to the invention for performing the fourth embodiment of the method according to the invention has the light source providing the illuminating light, the illuminating light emerging from the emission aperture of the light source, the optics focusing the illuminating light into the focal area in the focal plane, the detector for the light from the Focal area, which has the detection aperture to be confocally to the focal area, the scanner between the light source and the detector on the one hand and the focal plane on the other hand, the auxiliary detector to which the illuminating light can be directed via the scanner, and the auxiliary light source providing the auxiliary light, whose auxiliary light via the scanner can be aimed at the detector. The auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source are arranged concentrically in the focal plane in such a way that the auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source providing the auxiliary light is arranged so concentrically to the detection aperture of the detector and the detection auxiliary aperture of the separate auxiliary detector of the light source is arranged concentrically to the emission aperture that the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light emerging from the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source and that the auxiliary detection aperture of the separate auxiliary detector can be scanned by adjusting the scanner with the auxiliary light from the auxiliary light source. Preferred embodiments of the microscope assembly according to the invention have already been explained in connection with the method according to the invention. In a laser scanning microscope according to the invention with an objective and a scanning and descanning microscope assembly according to the invention, the auxiliary detection aperture of the auxiliary detector and / or the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source can be arranged in an intermediate image plane of the laser scanning microscope or in a branch from a main beam path of the laser scanning microscope. This branch can optionally branch off at a beam splitter in the main beam path of the laser scanning microscope, at a deflecting mirror or a rotating mirror of the scanner. As an alternative or in addition, at least part of the optics that focus the illuminating light into the focal area in the focal plane can be arranged in the junction.
Die Detektionsapertur des Detektors kann bei jeder Ausführungsform der erfindungsgemäßen scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe und des erfindungsgemäßenThe detection aperture of the detector can be used in any embodiment of the scanning and descanning microscope assembly according to the invention and the microscope assembly according to the invention
Laserscanningmikroskops durch eine vor dem Detektor, d. h. seinem lichtempfindlichen Bereich, angeordnete Lochblende begrenzt sein. Der Detektor kann bei jeder Ausführungsform der erfindungsgemäßen scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe und des erfindungsgemäßen Laserscanningmikroskops ein Punktdetektor oder ein Arraydetektor sein. Dabei kann der Arraydetektor ein kleines Feld von 2x2 bis 10x10 lichtempfindlichen Elementen aufweisen oder er kann beispielsweise 13, auf einem hexagonalen Gitter angeordnete, lichtempfindliche Elemente aufweisen, um die Airyscheibe des auf den Detektor abgebildeten Lichts aus dem Fokusbereich der Fokusebene ortsaufgelöst zu registrieren. Die zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor registrierten Hilfslichts kann bei einem Arraydetekor die Summe der von allen oder einigen seiner einzelnen Elemente über die Stellungen des Scanners hinweg registrierten Einzelintensitätsverteilungen oder auch nur eine ausgewählte einzelne dieser Einzelintensitätsverteilungen sein. Es ist auch möglich die relativen Lagen der einzelnen Elemente des Arraydetektors zu der Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle in der Fokusebene aus den Unterschiedenen zwischen den Einzelintensitätsverteilungen zu ermitteln. Laser scanning microscope can be delimited by a perforated diaphragm arranged in front of the detector, ie its light-sensitive area. In any embodiment of the scanning and descanning microscope assembly according to the invention and of the laser scanning microscope according to the invention, the detector can be a point detector or an array detector. The array detector can have a small field of 2x2 to 10x10 light-sensitive elements or it can, for example, have 13 light-sensitive elements arranged on a hexagonal grid in order to register the Airy disk of the light imaged on the detector from the focus area of the focal plane in a spatially resolved manner. In the case of an array detector, the second intensity distribution of the auxiliary light registered by the detector can be the sum of the individual intensity distributions registered by all or some of its individual elements across the positions of the scanner, or also just a selected individual one of these individual intensity distributions. It is also possible to determine the positions of the individual elements of the array detector relative to the auxiliary emission aperture of the auxiliary light source in the focal plane from the differences between the individual intensity distributions.
Grundsätzlich kann auch jeder Hilfsdetektor nicht nur ein Punktdetektor, sondern auch ein Arraydetektor sein. In principle, each auxiliary detector can also be not only a point detector but also an array detector.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Be schreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beige fügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprüng lichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnun gen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merk malen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rück beziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombi- niert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Aus führungsformen der Erfindung entfallen. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Umlenkspiegel die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Umlenkspiegel, zwei Umlenkspiegel oder mehr Umlenkspiegel vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Verfahren oder das jeweilige Erzeug nis aufweist. Advantageous developments of the invention emerge from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are only exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention. Without changing the subject matter of the appended claims, the following applies with regard to the disclosure content of the original application documents and the patent: Further features are the drawings - in particular the geometries shown and the relative dimensions of several components to one another and their relative arrangement and operative connection - refer to. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible in a way deviating from the selected back-references of the claims and is hereby suggested. This also applies to features that are shown in separate drawings or mentioned in their description. These features can also be combined with features of different patent claims. Features listed in the claims for further embodiments of the invention can also be omitted. The number of features mentioned in the claims and the description are to be understood in such a way that precisely this number or a greater number than the stated number is present without the need for the explicit use of the adverb "at least". If, for example, a deflection mirror is mentioned, this is to be understood to mean that precisely one deflection mirror, two deflection mirrors or more deflection mirrors are present. The features cited in the claims can be supplemented by other features or be the only features that the respective method or the respective product has.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. The reference signs contained in the patent claims do not restrict the scope of the subject matter protected by the patent claims. They only serve the purpose of making the patent claims easier to understand.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungs beispiele weiter erläutert und beschrieben. Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Laserscanningmikroskop mit einer ersten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppe bei der Durchführung eines Schritts mehrerer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. In the following, the invention is further explained and described with reference to preferred embodiment examples shown in the figures. 1 shows a laser scanning microscope according to the invention with a first embodiment of the microscope assembly according to the invention when performing a step of several embodiments of the method according to the invention.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Laserscanningmikroskop gemäß Fig. 1 bei der FIG. 2 shows the laser scanning microscope according to the invention according to FIG. 1 in FIG
Durchführung eines weiteren Schritts mehrerer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Carrying out a further step of several embodiments of the method according to the invention.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laserscanning mikroskops mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikros kopbaugruppe. Fig. 3 shows a further embodiment of the laser scanning microscope according to the invention with a second embodiment of the microscope assembly according to the invention.
Fig. 4 zeigt eine scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe mit einer ange schlossenen erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laserscanning mikroskops mit einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikros kopbaugruppe. Fig. 4 shows a scanning and descanning microscope assembly with a connected device according to the invention. Fig. 5 shows a further embodiment of the laser scanning microscope according to the invention with a third embodiment of the microscope assembly according to the invention.
Fig. 6 zeigt ein Detail einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikroskop baugruppe. Fig. 6 shows a detail of a fourth embodiment of the microscope assembly according to the invention.
Fig. 7 ist ein Schaltplan für die Ansteuerung einer Leuchtdiode, die bei verschiedenen Fig. 7 is a circuit diagram for the control of a light-emitting diode, the various
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppe und der erfin dungsgemäßen Vorrichtung sowohl als Hilfsdetektor als auch als Hilfslichtquelle verwendbar ist, und Fig. 8 bis 10 illustrieren eine erste, eine zweite und eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an daran angepassten, aber nur schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppen. Embodiments of the microscope assembly according to the invention and the device according to the invention can be used both as an auxiliary detector and as an auxiliary light source, and FIGS. 8 to 10 illustrate a first, a second and a third embodiment of the method according to the invention on microscope assemblies according to the invention that are adapted but only shown schematically.
FIGURENBESCHREIBUNG FIGURE DESCRIPTION
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Laserscanningmikroskop 1 umfasst ein Objektiv 2 und eine Mikroskopbaugruppe 3, deren Bestandteile mit einer gestrichelten Linie umrandet sind. Zu der Mikroskopbaugruppe 3 gehört eine Lichtquelle 4, insbesondere in Form eines Lasers 5, zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht. In dem in Fig. 1 illustrierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Lichtquelle 4 jedoch nicht aktiviert, um das Beleuchtungslicht bereitzustellen. Weiterhin gehört zu der Mikroskopbaugruppe 3 eine das Beleuchtungslicht in einen Fokusbereich 7 in einer Fokusebene 6 fokussierenden Optik. In Fig. 1 ist die Fokusebene 6 mit einer gestrichelten Linie und der Fokusbereich 7 in der Fokusebene 6 mit einem Punkt eingezeichnet. Die Bestandteile der fokussierenden Optik sind nicht wiedergegeben. Weiterhin gehört zu der Mikroskopbaugruppe 3 ein Detektor 8 für Licht 9 aus dem Fokusbereich 7. Vor dem eigentlichen Detektor 8, d. h. dessen lichtempfindlichen Bereich, befindet sich eine Lochblende 10. Die Öffnung der Lochblende 10 definiert eine Detektionsapertur 1 1 des Detektors 8, die bei korrekter Justierung der Mikroskopbaugruppe 3 konfokal zu dem Fokusbereich 7 angeordnet ist. Zwischen der Lichtquelle 4 und dem Detektor 8 mit der Lochblende 10 einerseits und der Fokusebene 6 andererseits ist ein in Fig. 1 nur schematisch dargestellter Scanner 12 der Mikroskopbaugruppe 3 angeordnet. Der Scanner umfasst mindestens einen Kippspiegel 13, 14 je lateraler Richtung, in der der Scanner zum Abtasten einer vor dem Objektiv 2 angeordneten Probe 15 mit dem Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 4 vorgesehen ist. Der Scanner 12 dient jedoch nicht nur zum Scannen der Probe 15, sondern auch zum Entscannen des Lichts 9, das von dem Beleuchtungslicht in der Probe 15 hervorgerufen wird, damit dieses Licht selektiv von dem Detektor 8 erfasst wird. Dabei kommt es auf eine genaue Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 3, d. h. ein genaues Zusammenfallen des Fokusbereichs 7 des in die Probe 15 fokussierten Beleuchtungslichts und einer Abbildung der Öffnung 11 der Detektionsapertur 11 des Detektors 8 in die Probe 15 an. Diese Konfokalität wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der in Fig. 1 eingezeichneten Fokusebene 6 überprüft. Diese Fokusebene 6 liegt hier in einem Abzweig 16 von dem Hauptstrahlengang 17 des Laserscanningmikroskops. Der Abzweig 16 zweigt von dem Hauptstrahlengang 17 an einem Strahlteiler 18 ab. In dem Abzweig 16 ist ein photoelektrisches Bauteil 19 angeordnet, das in dem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der in Fig. 1 illustriert ist, als Hilfslichtquelle 20 verwendet wird. Die Hilfslichtquelle 20 weist in der Fokusebene 6 eine Emissionshilfsapertur 21 auf. In dem Schritt gemäß Fig. 1 wird durch Verstellen des Scanners 12 die Detektionsapertur 11 des Detektors 8 mit Hilfslicht 22 von der Hilfslichtquelle 20, das durch die Emissionshilfsapertur 21 in der Fokusebene 6 austritt, abgetastet. Dabei wird eine Intensitätsverteilung des von dem Detektor 8 registrierten Hilfslichts 22 über die verschiedenen Stellungen des Scanners 12 hinweg erfasst, d. h. diesen verschiedenen Stellungen des Scanners 12 zugeordnet. Anders gesagt wird mithilfe der Hilfslichtquelle 20 ein Scanbild der Detektionsapertur 11 des Detektors 8 aufgenommen. The laser scanning microscope 1 shown schematically in FIG. 1 comprises an objective 2 and a microscope assembly 3, the components of which are outlined with a dashed line. The microscope assembly 3 includes a light source 4, in particular in the form of a laser 5, for providing illuminating light. In the step of the method according to the invention illustrated in FIG. 1, however, the light source 4 is not activated in order to provide the illuminating light. Furthermore, the microscope assembly 3 includes optics that focus the illuminating light in a focal area 7 in a focal plane 6. In FIG. 1, the focal plane 6 is shown with a dashed line and the focus area 7 in the focus plane 6 is shown with a point. The components of the focusing optics are not shown. The microscope assembly 3 also includes a detector 8 for light 9 from the focal area 7. In front of the actual detector 8, ie its light-sensitive area, there is a perforated diaphragm 10. The opening of the perforated diaphragm 10 defines a detection aperture 11 of the detector 8, which at correct adjustment of the microscope assembly 3 is arranged confocally to the focus area 7. Between the light source 4 and the detector 8 with the perforated diaphragm 10 on the one hand and the focal plane 6 on the other hand, a scanner 12 of the microscope assembly 3, which is shown only schematically in FIG. 1, is arranged. The scanner comprises at least one tilting mirror 13, 14 per lateral direction, in which the scanner is provided for scanning a sample 15 arranged in front of the objective 2 with the illuminating light from the light source 4. However, the scanner 12 not only serves to scan the sample 15, but also to descan the light 9 that is caused by the illuminating light in the sample 15, so that this light is selectively detected by the detector 8. What is important here is an exact confocality of the microscope assembly 3, ie an exact coincidence of the focal area 7 of the illumination light focused into the sample 15 and an image of the opening 11 of the detection aperture 11 of the detector 8 in the sample 15. This confocality is checked in the method according to the invention in the focal plane 6 shown in FIG. 1. This focal plane 6 lies here in a branch 16 from the main beam path 17 of the laser scanning microscope. The branch 16 branches off from the main beam path 17 at a beam splitter 18. In the branch 16, a photoelectric component 19 is arranged, which is used as an auxiliary light source 20 in the step of the method according to the invention, which is illustrated in FIG. 1. The auxiliary light source 20 has an emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6. In the step according to FIG. 1, by adjusting the scanner 12, the detection aperture 11 of the detector 8 is scanned with auxiliary light 22 from the auxiliary light source 20, which exits through the auxiliary emission aperture 21 in the focal plane 6. In this case, an intensity distribution of the auxiliary light 22 registered by the detector 8 is recorded over the various positions of the scanner 12, ie assigned to these various positions of the scanner 12. In other words, a scan image of the detection aperture 11 of the detector 8 is recorded with the aid of the auxiliary light source 20.
In dem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Licht quelle 4 zur Bereitstellung des Beleuchtungslichts 23 aktiviert, und das photoelektrische Bauteil 19 wird als Hilfsdetektor 24 verwendet. Dann wird eine in der Fokusebene 6 liegende Detektionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24, die konzentrisch zu der Emissionshilfsapertur 21 gemäß Fig. 1 angeordnet ist, mit dem Beleuchtungslicht 23 abgetastet, wobei eine weitere Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor 24 registrierten Beleuchtungslichts 23 über die verschiedenen Stellungen des Scanners 12 hinweg erfasst wird. In diesem Schritt wird also ein Scanbild der Detektionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24 in der Fokusebene 6 aufgenommen. Dabei sind das Scanbild der Detektionsapertur 11 des Detektors 8, das gemäß Fig. 1 aufgenommen wird, und das Scanbild der Detektionshilfsapertur 25, das gemäß Fig. 2 aufgenommen wird, bezüglich der zugehörigen Stellungen des Scanners 12 dann konzentrisch, wenn die Öffnung der Lochblende 10 genau konfokal zu dem Fokusbereich 7 in der Fokusebene 6 angeordnet ist, in den das Beleuchtungslicht 23 fokussiert wird. Eine Konzentrizität der beiden Scanbilder bedeutet insbesondere, dass die Maxima der beiden Intensitätsverteilungen und/oder deren Schwerpunkte zusammenfallen. Jeder feststellbare Lageunterschied zwischen den Maxima oder den Schwerpunkten weist auf einen Fehler der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 3 hin, der durch eine reale oder virtuelle Relativverlagerung der Lichtquelle 4 gegenüber dem Detektor 8 bzw. seiner Detektionsapertur 11 auszugleichen ist, um dieIn the step of the method according to the invention, which is illustrated in FIG. 2, the light source 4 is activated to provide the illuminating light 23, and the photoelectric component 19 is used as an auxiliary detector 24. Then a detection auxiliary aperture 25 of the auxiliary detector 24, which is located in the focal plane 6 and is arranged concentrically to the emission auxiliary aperture 21 according to FIG. 1, is scanned with the illuminating light 23, with a further intensity distribution of the illuminating light 23 registered by the auxiliary detector 24 over the various positions of the Scanner 12 is detected away. In this step, a scan image of the auxiliary detection aperture 25 of the auxiliary detector 24 is recorded in the focal plane 6. The scan image of the detection aperture 11 of the detector 8, which is recorded according to FIG. 1, and the scan image of the detection auxiliary aperture 25, which is recorded according to FIG. 2, are concentric with respect to the associated positions of the scanner 12 when the opening of the pinhole 10 is arranged exactly confocal to the focus area 7 in the focal plane 6 in which the illuminating light 23 is focused. A concentricity of the two Scan images means in particular that the maxima of the two intensity distributions and / or their focal points coincide. Every ascertainable difference in position between the maxima or the focal points indicates an error in the confocality of the microscope assembly 3, which is to be compensated for by a real or virtual relative displacement of the light source 4 with respect to the detector 8 or its detection aperture 11 in order to achieve the
Mikroskopbaugruppe 3 korrekt zu justieren. Dabei kann eine virtuelle Relativverlagerung zum Beispiel durch Verkippen eines Strahlteilers 26 auf der dem Objektiv 2 abgekehrten Seite des Scanners 12 bewirkt werden, der die Strahlengänge des Beleuchtungslichts 23 von der Lichtquelle 4 und des Lichts 9 zu dem Detektor 8 zusammenführt bzw. trennt. Bei der Wiedergabe des erfindungsgemäßen Laserscanningmikroskops 1 in Fig. 3 ist die Optik 27, die das Beleuchtungslicht in den Fokusbereich 7 in der Fokusebene 6 fokussiert, dargestellt. Diese Optik 27 umfasst eine sogenannte Scanlinse 28. Eine weitere Optik 29 fokussiert das von dem Detektor 8 zu detektierende entscannte Licht 9 auf die Öffnung der Lochblende 10, d. h. in die Detektionsapertur 11 des Detektors 8. Mit noch einer weiteren Optik 30 wird das photoelektrische Bauteil 19 in die Fokusebene 6 abgebildet, um die Detektionshilfsapertur 25 und die Emissionshilfsapertur 21 virtuell in der Fokusebene 6 anzuordnen. Alternativ kann man die Optik 30 als Teil der Optik 27 sowie entsprechend die in Fig. 3 eingezeichnete Fokusebene 6 als Zwischenfokusebene und die dort eingezeichnete weitere Fokusebene 31 , in der das photoelektrische Bauteil 19 angeordnet ist, als die Fokusebene ansehen, in der die Emissionshilfsapertur 21 der Hilfslichtquelle 20 dann real konzentrisch zu derAdjust the microscope assembly 3 correctly. A virtual relative displacement can be effected, for example, by tilting a beam splitter 26 on the side of the scanner 12 facing away from the objective 2, which merges or separates the beam paths of the illuminating light 23 from the light source 4 and the light 9 to the detector 8. In the reproduction of the laser scanning microscope 1 according to the invention in FIG. 3, the optics 27, which focus the illuminating light in the focal area 7 in the focal plane 6, are shown. These optics 27 include a so-called scan lens 28. Another optics 29 focuses the scanned light 9 to be detected by the detector 8 onto the opening of the perforated diaphragm 10, i. H. into the detection aperture 11 of the detector 8. The photoelectric component 19 is imaged into the focal plane 6 with yet another optics 30 in order to virtually arrange the auxiliary detection aperture 25 and the auxiliary emission aperture 21 in the focal plane 6. Alternatively, the optics 30 can be viewed as part of the optics 27 and, accordingly, the focal plane 6 drawn in FIG. 3 as an intermediate focal plane and the further focal plane 31 drawn there, in which the photoelectric component 19 is arranged, as the focal plane in which the emission auxiliary aperture 21 the auxiliary light source 20 then real concentric to the
Detektionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24 angeordnet ist. Ganz allgemein kann die Optik 27 zwischen der Lichtquelle 4 und dem Detektor 8 mit der Lochblende 10 einerseits und der Fokusebene 6, in der das photoelektrische Bauteil 19 angeordnet ist, andererseits ein oder mehrere Zwischenfokusebenen aufweisen. Die in Fig. 3 eingezeichnete Fokusebene 6 in dem Abzweig 16 entspricht einer Zwischenbildebene 32 in dem Hauptstrahlengang 17 desDetection auxiliary aperture 25 of the auxiliary detector 24 is arranged. Quite generally, the optics 27 can have one or more intermediate focus planes between the light source 4 and the detector 8 with the pinhole 10 on the one hand and the focal plane 6 in which the photoelectric component 19 is arranged, on the other hand. The focal plane 6 drawn in FIG. 3 in the branch 16 corresponds to an intermediate image plane 32 in the main beam path 17 of the
Scanningmikroskops 1. In diesem Hauptstrahlengang 17 ist zwischen der Zwischenbildebene 32 und dem Objektiv 2 eine Tubuslinse 33 angeordnet. Letztlich zeigt Fig. 3 statt des Strahlteilers 18 gemäß den Fig. 1 und 2 einen Umlenkspiegel 34, der temporär zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Hauptstrahlengang 17 eingebracht wird, um den Abzweig 16 zu der Fokusebene 6 hin zu aktivieren. Scanning microscope 1. A tube lens 33 is arranged in this main beam path 17 between the intermediate image plane 32 and the objective 2. Finally, instead of the beam splitter 18 according to FIGS. 1 and 2, FIG. 3 shows a deflecting mirror 34 which is temporarily introduced into the main beam path 17 to carry out the method according to the invention in order to activate the branch 16 to the focal plane 6.
In Fig. 3 ist eine Überprüfungseinrichtung 61 skizziert, die die anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in grundsätzlich derselben Weise bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laserscanningmikroskops 1 gemäß Fig. 3 automa tisch durchführt und dazu das photoelektrische Bauteil 19, die Lichtquelle 4 und einen nicht separat dargestellten Stelltrieb für den Strahlteiler 26 ansteuert sowie die von dem Detektor 8 und dem als Hilfsdetektor 24 betriebenen photoelektrischen Bauteil 19 registrierten Intensitäten des Hilfslichts 22 bzw. des Beleuchtungslichts 23 einliest. Die Überprüfungseinrichtung 61 kann bei allen erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppen 3 und auch dann vorgesehen sein, wenn eine Mikroskopbaugruppe nach dem Stand der Technik vorübergehend mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kombiniert wird, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wie dies anhand der folgenden Fig. 4 erläutert werden wird. Fig. 4 zeigt kein komplettes Laserscanningmikroskop, sondern nur eine scannende und entscan- nende Baugruppe 60 für ein solches Laserscanningmikroskop. Diese Mikroskopbaugruppe 60 gemäß Fig. 4 entspricht als solche dem Stand der Technik. Abweichend von den Fig. 1 bis 3 weist der Scanner 12 insgesamt vier Drehspiegel 13 und 14 auf, von denen jeder der beiden Ablenkrichtungen des Scanners 12 jeweils zwei Drehspiegel 13 bzw. zwei Drehspiegel 14 zugeordnet sind. Die Scanlinse 28 der Optik 27 befindet sich dabei auf der der Lichtquelle 4 und dem Detektor 8 zugewandten Seite des Scanners 12. Auf der Lichtquelle 4 und dem Detektor 8 abgewandten Seite des Scanners 12 ist an einem Gehäuse 35 oder einer anderen tragenden Struktur der Mikroskopbaugruppe 60 ein Anschluss 36 ausgebildet, um die Mikroskopbaugruppe 60 gegenüber einem entsprechenden Anschluss, insbesondere einem Kameraanschluss eines Lichtmikroskops mit dem Objektiv 2 gemäß den Fig. 1 bis 3 auszurichten und daran zu lagern. Gemäß Fig. 4 ist an dem Anschluss 36 jedoch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 37 mit einem zu dem Anschluss 36 derart passenden Gegenanschluss 38 gelagert, dass ein Endquerschnitt 39 eines Lichtleiters 40 in der Fokusebene 6 angeordnet ist, in die die Optik 27 das Beleuchtungslicht 23 fokussiert. Der Lichtleiter 40 führt über einen faseroptischen Zirkulator 41 zu einer als Hilfsdetektor 24 dienenden Photodiode 42. Über denselben Zirkulator 41 ist eine Laserdiode 43 als Hilfslichtquelle 20 an den Lichtleiter 40 angeschlossen. Der Zirkulator 41 leitet das in den Endquerschnitt 39 des Lichtleiters 40 eintretende Beleuchtungslicht 23 exklusiv an den Hilfsdetektor 24 weiter, während er das Hilfslicht 22 von der Hilfslichtquelle 20 exklusiv zu dem Endquerschnitt 39 des Lichtleiters 40 führt. Der Endquerschnitt 39 des Lichtleiters 40 bildet die Detektionshilfsapertur 25 und die Emissionshilfsapertur 21 in der Fokusebene 6. Diese Fokusebene 6 befindet sich gemäß Fig. 4 im Hauptstrahlengang 17. Unter Verwendung der Vorrichtung 37 ist das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar, um die Mikroskopbaugruppe 60 hinsichtlich der konfokalen Anordnung der Öffnung 11 der Lochblende 10 zu dem Fokusbereich 7, in den das Beleuchtungslicht 23 in der Fokusebene 6 fokussiert wird, zu überprüfen sowie etwaige Fehler der Konfokalität festzustellen und dann durch Relativverla gerung der Lochblende 10 gegenüber der Lichtquelle 4 zu korrigieren. In Fig. 3 a checking device 61 is sketched, which the steps of the method according to the invention explained with reference to FIGS. 1 and 2 in basically the same way in the 3 and automatically controls the photoelectric component 19, the light source 4 and an actuator for the beam splitter 26, not shown separately, as well as the intensities registered by the detector 8 and the photoelectric component 19 operated as auxiliary detector 24 of the auxiliary light 22 or the illumination light 23 reads. The checking device 61 can be provided in all microscope assemblies 3 according to the invention and also when a microscope assembly according to the prior art is temporarily combined with a device according to the invention in order to carry out the method according to the invention, as will be explained with reference to the following FIG. 4 does not show a complete laser scanning microscope, but only a scanning and descanning assembly 60 for such a laser scanning microscope. This microscope assembly 60 according to FIG. 4 corresponds as such to the prior art. In contrast to FIGS. 1 to 3, the scanner 12 has a total of four rotating mirrors 13 and 14, of which two rotating mirrors 13 and two rotating mirrors 14 are assigned to each of the two deflection directions of the scanner 12. The scanning lens 28 of the optics 27 is located on the side of the scanner 12 facing the light source 4 and detector 8. On the side of the scanner 12 facing away from the light source 4 and detector 8, the microscope assembly 60 is attached to a housing 35 or another supporting structure a connection 36 is designed to align the microscope assembly 60 with respect to a corresponding connection, in particular a camera connection of a light microscope with the objective 2 according to FIGS. 1 to 3, and to mount it thereon. According to FIG. 4, however, a device 37 according to the invention with a mating connection 38 matching the connection 36 is mounted on the connection 36 such that an end cross section 39 of a light guide 40 is arranged in the focal plane 6, into which the optics 27 focus the illuminating light 23. The light guide 40 leads via a fiber optic circulator 41 to a photodiode 42 serving as an auxiliary detector 24. A laser diode 43 is connected to the light guide 40 as an auxiliary light source 20 via the same circulator 41. The circulator 41 exclusively forwards the illuminating light 23 entering the end cross section 39 of the light guide 40 to the auxiliary detector 24, while it guides the auxiliary light 22 from the auxiliary light source 20 exclusively to the end cross section 39 of the light guide 40. The end cross-section 39 of the light guide 40 forms the detection auxiliary aperture 25 and the emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6. This focal plane 6 is located in the main beam path 17 according to FIG. 4. The method according to the invention can be carried out using the device 37 in order to confocal the microscope assembly 60 Arrangement of the opening 11 of the aperture plate 10 to the To check the focus area 7, in which the illuminating light 23 is focused in the focal plane 6, as well as to determine any confocality errors and then to correct them by moving the aperture plate 10 relative to the light source 4.
Wenn der Hilfsdetektor 24 wie gemäß Fig. 4 ein von der Hilfslichtquelle 20 getrenntes Bauteil ist, können die beiden anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Schritte des erfindungsgemäßen Verfah rens auch gleichzeitig durchgeführt werden, wobei mit dem Detektor 8 und dem Hilfsdetektor 24 die beiden Intensitätsverteilungen, deren Unterschiede auf einen Fehler der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 60 hinweisen, gleichzeitig aufgenommen werden. Dann sind die beiden Intensitätsverteilungen automatisch denselben Stellungen des Scanners 12 zugeordnet. Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laserscanningmikroskops 1 gemäß Fig. 5 entspricht die Mikroskopbaugruppe 3 grundsätzlich derjenigen gemäß Fig. 4. Es handelt sich jedoch um eine erfindungsgemäße Mikroskopbaugruppe mit einem integrierten photoelektrischen Bauteil 19, das als Hilfslichtquelle 20 und Hilfsdetektor 24 verwendet wird. Dabei ist aber anders als in den Fig. 1 bis 3 kein zusätzlicher Strahlteiler 18 oder Umlenkspiegel 34 im Hauptstrahlen- gang 17 angeordnet, um das Beleuchtungslicht 23 zu dem in dem Abzweig 16 angeordneten Hilfsdetektor 24 umzulenken bzw. das Hilfslicht 22 von der Hilfslichtquelle 20 zu dem Detektor 8 zu lenken, sondern hierfür wird ein Drehspiegel 14 der vier Drehspiegel 13, 14 verwendet, die hier samt ihrer Drehantriebe 44 dargestellt sind. Die anderen Drehspiegel 13, 14 können dann zum Abscannen der Detektionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24 bzw. der Detektionsapertur 11 des Detektors 8 verwendet werden. Das photoelektrische Bauteil 19 befindet sich gegenüber den weiteren Bestandteilen der Mikroskopbaugruppe 3 an einer ortsfesten Position, in der die Detektionshilfsapertur 25 und die Emissionshilfsapertur 21 in der Fokusebene 6 liegen und in der das photoelektrische Bauteil 19 mit dem Beleuchtungslicht 23 über den Scanner 12 erreichbar ist. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Detail einer weiteren erfindungsgemäßen Mikroskopbaugruppe zweigt der Abzweig 16 in einem Randbereich 45 einer Scanlinse 28 der fokussierenden Optik 27 ab. Das durch diesen Randbereich 45 hindurchtretende Beleuchtungslicht 23 wird von einem Umlenkspiegel 46 in Form eines Kantenspiegels 47 zu dem photoelektrischen Bauteil 19 hin umgelenkt, wobei es durch eine weitere Linse 48 der fokussierenden Optik 27 hindurchtritt und so in die Fokusebene 6 fokussiert wird. Auf diese Weise wird eine sehr kompakte Anordnung des photoelektrischen Bauteils 19, das sowohl die Hilfslichtquelle 20 als auch den Hilfsdetektor 24 ausbildet, in der Mikroskopbaugruppe 3 erreicht. Fig. 6 erläutert weiterhin, dass die Emissions hilfsapertur 21 und die Detektionshilfsapertur 25 nicht nur durch die Hilfslichtquelle 20 und den Hilfsdetektor 24, d. h. hier das photoelektrische Bauteil 19, selbst vorgegeben werden können, sondern auch mit einer insbesondere in der Fokusebene 16 angeordneten zusätzlichen Lochblende 62. Wenn die Öffnung der Lochblende 62 kleiner als die lichtemittierende Fläche der Hilfslichtquelle 20 bzw. die lichtempfindliche Fläche des Hilfsdetektors 24 ist, definiert sie die Emissionshilfsapertur 21 und die Detektionshilfsapertur 25. If the auxiliary detector 24 is a separate component from the auxiliary light source 20 as shown in FIG. 4, the two steps of the method according to the invention explained with reference to FIGS. 1 and 2 can also be carried out simultaneously, with the detector 8 and the auxiliary detector 24 being the two Intensity distributions, the differences of which indicate an error in the confocality of the microscope assembly 60, are recorded simultaneously. The two intensity distributions are then automatically assigned to the same positions of the scanner 12. In the embodiment of the laser scanning microscope 1 according to the invention according to FIG. 5, the microscope assembly 3 basically corresponds to that according to FIG. 4. However, it is a microscope assembly according to the invention with an integrated photoelectric component 19 which is used as an auxiliary light source 20 and auxiliary detector 24. Unlike in FIGS. 1 to 3, however, no additional beam splitter 18 or deflecting mirror 34 is arranged in the main beam path 17 in order to deflect the illuminating light 23 to the auxiliary detector 24 arranged in the branch 16 or to supply the auxiliary light 22 from the auxiliary light source 20 to steer the detector 8, but for this purpose a rotary mirror 14 of the four rotary mirrors 13, 14 is used, which are shown here together with their rotary drives 44. The other rotating mirrors 13, 14 can then be used to scan the auxiliary detection aperture 25 of the auxiliary detector 24 or the detection aperture 11 of the detector 8. The photoelectric component 19 is located opposite the other components of the microscope assembly 3 in a stationary position in which the detection auxiliary aperture 25 and the emission auxiliary aperture 21 lie in the focal plane 6 and in which the photoelectric component 19 with the illuminating light 23 can be reached via the scanner 12. In the detail of a further microscope assembly according to the invention shown in FIG. 6, the branch 16 branches off in an edge region 45 of a scanning lens 28 of the focusing optics 27. The illuminating light 23 passing through this edge area 45 is deflected by a deflecting mirror 46 in the form of an edge mirror 47 to the photoelectric component 19, whereby it passes through a further lens 48 of the focusing optics 27 and is thus focused into the focal plane 6. In this way, a very compact arrangement of the photoelectric component 19, which includes both the auxiliary light source 20 and the auxiliary detector 24 forms, reached in the microscope assembly 3. 6 further explains that the auxiliary emission aperture 21 and the auxiliary detection aperture 25 can be specified not only by the auxiliary light source 20 and the auxiliary detector 24, ie here the photoelectric component 19, but also with an additional pinhole arranged in particular in the focal plane 16 62. If the opening of the perforated diaphragm 62 is smaller than the light-emitting area of the auxiliary light source 20 or the light-sensitive area of the auxiliary detector 24, it defines the auxiliary emission aperture 21 and the auxiliary detection aperture 25.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Treiberschaltung 49 für eine Leuchtdiode 50 zur Verwendung als das photoelektrische Bauteil 19, d. h. sowohl als Hilfslichtquelle 20 als auch als Hilfsdetektor 24. In der dargestellten Schaltstellung von zwei Umschaltern 51 und 52 ist die Leuchtdiode 50 zur Verwendung als Hilfsdetektor 24 an einen Operationsverstärker 53 angeschlossen. Bei Umschal tung beider Umschalter 51 und 52 wird die Leuchtdiode 50 als Hilfslichtquelle betrieben, wobei die Intensität des Hilfslichts über zwei Transistoren 54 und 55 einstellbar ist. Die Betriebsart der Leuchtdiode 50 wird über einen Signaleingang 56 ausgewählt. Die Intensität des Hilfslichts von der LED 50 wird über Steuereingänge 57 und 58 angewählt, und die von der Leuchtdiode 50 als Hilfsdetektor 24 registrierte Intensität des Beleuchtungslichts wird an einem Signalausgang 59 ausgegeben. Fig. 7 shows a possible driver circuit 49 for a light emitting diode 50 for use as the photoelectric component 19, i. H. both as an auxiliary light source 20 and as an auxiliary detector 24. In the switching position of two changeover switches 51 and 52 shown, the light-emitting diode 50 is connected to an operational amplifier 53 for use as an auxiliary detector 24. When switching the two switches 51 and 52, the light-emitting diode 50 is operated as an auxiliary light source, the intensity of the auxiliary light via two transistors 54 and 55 being adjustable. The operating mode of the light-emitting diode 50 is selected via a signal input 56. The intensity of the auxiliary light from the LED 50 is selected via control inputs 57 and 58, and the intensity of the illuminating light registered by the light-emitting diode 50 as auxiliary detector 24 is output at a signal output 59.
Fig. 8 illustriert eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Konfokalität der hier nur schematisch dargestellten scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe 1. Dabei weist die Mikroskopbaugruppe 1 hier zusätzlich einen Umlenkspiegel 64 zur Umlenkung des Detektionsstrahlengangs zu dem Detektor 8 und eine weitere Optik 63 im Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle 4 und dem Strahlteiler 26 auf. Darüber hinaus ist eine Emissionsapertur 65 der Lichtquelle 4, aus der das Beleuchtungslicht 23 austritt , dargestellt, und das elektrooptische Bauteil 19 ist zusätzlich mit einem weiteren Bezugszeichen für eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Fokusebene 6 anzuordnende Hilfseinrichtung 66 versehen. 8 illustrates a first embodiment of the method according to the invention for checking the confocality of the scanning and descanning microscope assembly 1, which is only shown schematically here. The microscope assembly 1 here additionally has a deflecting mirror 64 for deflecting the detection beam path to the detector 8 and further optics 63 in the illumination beam path between the light source 4 and the beam splitter 26. In addition, an emission aperture 65 of the light source 4, from which the illuminating light 23 emerges, is shown, and the electro-optical component 19 is additionally provided with a further reference symbol for an auxiliary device 66 to be arranged in the focal plane 6 to carry out the method according to the invention.
Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Schritte, wie sie anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurden. Das heißt, durch Verstellen des Scanners 12 wird mit Hilfe des von der Lichtquelle 4 kommenden Beleuchtungslichts 23 die Emissionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24 in der Fokusebene 6 abgescannt, und ebenfalls durch Verstellen des Scanners 12 wird mit dem aus der Emissionshilfsapertur 21 der Hilfslichtquelle 20 austretenden Hilfslicht 22 die Detektionsapertur 11 des Detektors 8 abgescannt. Die beiden dabei über die Stellungen des Scanners 12 aufgenommenen Intensitätsverteilungen des von dem Hilfsdetektor 24 registrierten Beleuchtungslichts 23 für den Beleuchtungsstrahlengang und des von dem Detektor 8 registrierten Hilfslichts 22 für den Detektionsstrahlengang sind genau dann gleich, das heißt haben gleiche Maxima und/oder Schwerpunkte, wenn die Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 1 gegeben ist. The first embodiment of the method according to the invention comprises the steps as explained with reference to FIGS. 1 and 2. That is, by adjusting the scanner 12 with the aid of the illuminating light 23 coming from the light source 4, the auxiliary emission aperture 25 of the auxiliary detector 24 in the focal plane 6 is scanned, and by adjusting the scanner 12, the auxiliary light source 20 emerging from the auxiliary emission aperture 21 is also scanned Auxiliary light 22 scanned the detection aperture 11 of the detector 8. The two intensity distributions of the illumination light 23 registered by the auxiliary detector 24 for the illumination beam path and the auxiliary light 22 registered by the detector 8 for the detection beam path, recorded over the positions of the scanner 12, are exactly the same, i.e. have the same maxima and / or centers of gravity when the confocality of the microscope assembly 1 is given.
Bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 9 wird zwar der Schritt gemäß Fig. 2 durchgeführt, das heißt, die Detektionshilfsapertur 25 der Hilfslichtquelle 4 in der Fokusebene 6 wird mit dem Beleuchtungslicht 23 von der Lichtquelle 4 durch Verstellen des Scanners 12 abgetastet, um die Orientierung des Beleuchtungsstrahlengangs zu erfassen. Die Orientierung des Detektionsstrahlengangs wird aber nicht durch Abtasten der Detektionsapertur 11 des Detektors 8 mit Hilfslicht 22 erfasst, das aus einer konzentrisch zu der Detektionshilfsapertur 25 angeordneten Emissionshilfsapertur 21 in der Fokusebene 6 austritt. Vielmehr wird die Richtung der Durchstrahlung des Detektionsstrahlengangs umgekehrt und der Detektor 8 durch eine von der Hilfseinrichtung 66 separate Hilfslichtquelle 20' ersetzt, deren Emissionshilfsapertur 2 ebenso wie sonst die Detektionsapertur 11 des Detektors 8 durch die Öffnung der Lochblende 10 definiert ist. Mit dem durch diese Detektionshilfsapertur 2 austretenden Hilfslicht 22' wird die Detektionshilfsapertur 25 des Hilfsdetektors 24 in der Fokusebene 6 durch Verstellen des Scanners 12 abgetastet. Die dabei über die Stellung des Scanners umfasste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor 24 registrierten Hilfslichts 22' ist dann die die Orientierung des Detektionsstrahlengangs beschreibende zweite Intensitätsverteilung, die beim Überprüfen der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 1 mit der die Orientierung des Beleuchtungsstrahlengangs beschreibenden ersten Intensitätsverteilung verglichen wird. Während bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 9 die Hilfseinrichtung 66 in der Fokusebene 6 nur der Hilfsdetektor 24 ist und eine separate Hilfslichtquelle 20' am Ort des Detektors 8 zum Einsatz kommt, ist bei der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 10 die Hilfseinrichtung 66 in der Fokusebene 6 nur die Hilfslichtquelle 20. Mit dem von der Hilfslichtquelle 20 durch ihre Emissionshilfsapertur 21 abgestrahlten Hilfslicht 22 wird in dem Schritt gemäß Fig. 1 durch Verstellen des Scanners 12 die Detektionsapertur 11 des Detektors 8 abgetastet. Weiter erfolgt abweichend von dem Vorgehen gemäß Fig. 2 mit demselben Hilfslicht 22 über dieselben Stellungen des Scanners 12 ein Abtasten einer Detektionshilfsapertur 25' eines von der Hilfseinrichtung 66 separaten Hilfsdetektors 24' am Ort der Lichtquelle 4. Dabei kann derselbe Ort der Lichtquelle 4 und des separaten Hilfsdetektors 24' zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass die Emissionsapertur 25 der Lichtquelle 4 und die Detektionshilfsapertur 25' des Hilfsdetektors 24' durch dieselbe Fläche einer Lichtleiterfaser ausgebildet wird, die über einen Zirkulator zu der Lichtquelle 4 einerseits und dem Hilfsdetektor 24' andererseits verzweigt. Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 10 wird also die Richtung der Durchstrahlung des Beleuchtungsstrahlengangs von der Lichtquelle 4 zu der Fokusebene 6 für das Überprüfen der Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 1 umgekehrt. Die dabei erfasste erste Intensitätsverteilung des mit dem separaten Hilfsdetektor 24' registrierten Hilfslicht 22 entspricht aber der sonst gemäß Fig. 2 für den Beleuchtungsstrahlengang registrierten ersten Intensitätsverteilung und kann genauso mit der für den Detektionsstrahlengang erfassten zweiten Intensitätsverteilung verglichen werden, um die Konfokalität der Mikroskopbaugruppe 1 zu überprüfen. In a second embodiment of the method according to the invention according to FIG. 9, the step according to FIG. 2 is carried out, that is, the detection auxiliary aperture 25 of the auxiliary light source 4 in the focal plane 6 is scanned with the illuminating light 23 from the light source 4 by adjusting the scanner 12, to detect the orientation of the illumination beam path. However, the orientation of the detection beam path is not detected by scanning the detection aperture 11 of the detector 8 with auxiliary light 22 which emerges from an emission auxiliary aperture 21 in the focal plane 6 arranged concentrically to the detection auxiliary aperture 25. Rather, the direction of irradiation of the detection beam path is reversed and the detector 8 is replaced by an auxiliary light source 20 'which is separate from the auxiliary device 66, the emission auxiliary aperture 2 of which, like the detection aperture 11 of the detector 8, is defined by the opening of the aperture plate 10. With the auxiliary light 22 ′ exiting through this auxiliary detection aperture 2, the auxiliary detection aperture 25 of the auxiliary detector 24 is scanned in the focal plane 6 by adjusting the scanner 12. The intensity distribution of the auxiliary light 22 'registered by the auxiliary detector 24 via the position of the scanner is then the second intensity distribution describing the orientation of the detection beam path, which is compared when checking the confocality of the microscope assembly 1 with the first intensity distribution describing the orientation of the illumination beam path. While in the second embodiment of the method according to the invention according to FIG. 9 the auxiliary device 66 in the focal plane 6 is only the auxiliary detector 24 and a separate auxiliary light source 20 'is used at the location of the detector 8, in the third embodiment of the method according to the invention according to FIG. 10 the auxiliary device 66 in the focal plane 6 only the auxiliary light source 20. With the auxiliary light 22 emitted by the auxiliary light source 20 through its auxiliary emission aperture 21, the detection aperture 11 of the detector 8 is scanned in the step according to FIG. 1 by adjusting the scanner 12. Furthermore, in a departure from the procedure according to FIG. 2, the same auxiliary light 22 is used via the same positions of the scanner 12 Scanning an auxiliary detection aperture 25 'of an auxiliary detector 24' separate from auxiliary device 66 at the location of light source 4. The same location of light source 4 and the separate auxiliary detector 24 'can be implemented, for example, by having emission aperture 25 of light source 4 and detection auxiliary aperture 25 'of the auxiliary detector 24' is formed by the same surface of an optical fiber which branches via a circulator to the light source 4 on the one hand and the auxiliary detector 24 'on the other hand. In the third embodiment according to FIG. 10, the direction of the irradiation of the illumination beam path from the light source 4 to the focal plane 6 is reversed for checking the confocality of the microscope assembly 1. The first intensity distribution of the auxiliary light 22 registered with the separate auxiliary detector 24 'thereby corresponds to the first intensity distribution otherwise registered according to FIG. 2 for the illumination beam path and can just as well be compared with the second intensity distribution recorded for the detection beam path in order to determine the confocality of the microscope assembly 1 check.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
Laserscanningmikroskop Laser scanning microscope
Objektiv lens
Mikroskopbaugruppe Microscope assembly
Lichtquelle Light source
Laser laser
Fokusebene Focus plane
Fokusbereich Focus area
Detektor detector
Licht light
Lochblende Pinhole
Detektionsapertur des Detektors 8 Detection aperture of the detector 8
Scanner scanner
Drehspiegel Rotating mirror
Drehspiegel Rotating mirror
Probe sample
Abzweig Branch
Hauptstrahlengang Main beam path
Strahlteiler Beam splitter
photoelektrisches Bauteil photoelectric component
Hilfslichtquelle Auxiliary light source
separate Hilfslichtquelle separate auxiliary light source
Emissionshilfsapertur der Hilfslichtquelle 20 Auxiliary emission aperture of the auxiliary light source 20
Emissionshilfsapertur der separaten Hilfslichtquelle 20' Auxiliary emission aperture of the separate auxiliary light source 20 '
Hilfslicht Auxiliary light
Beleuchtungslicht Illuminating light
Hilfsdetektor Auxiliary detector
' separater Hilfsdetektor '' separate auxiliary detector
Detektionshilfsapertur des Hilfsdetektors 24 Detection auxiliary aperture of the auxiliary detector 24
' Detektionshilfsapertur des separaten Hilfsdetektors 24Detection auxiliary aperture of the separate auxiliary detector 24
Strahlteiler Beam splitter
fokussierende Optik focusing optics
Scanlinse weitere Optik Scanning lens further optics
weitere Optik further optics
Fokusebene Focus plane
Zwischenbildebene Tubuslinse Tube lens intermediate image plane
Umlenkspiegel Deflection mirror
Gehäuse casing
Anschluss connection
Vorrichtung contraption
Gegenanschluss Endquerschnitt Mating connection end cross-section
Lichtleiter Light guide
Zirkulator Circulator
Photodiode Photodiode
Laserdiode Laser diode
Drehantrieb Rotary drive
Randbereich Edge area
Umlenkspiegel Deflection mirror
Kantenspiegel Edge mirror
Linse lens
Treiberschaltung LED Driver circuit LED
Umschalter Toggle switch
Umschalter Toggle switch
Operationsverstärker Transistor Operational amplifier transistor
Transistor transistor
Signaleingang Signal input
Steuereingang Control input
Steuereingang Control input
Signalausgang Signal output
Mikroskopbaugruppe Überprüfungseinrichtung Lochblende weitere Optik Microscope assembly inspection device pinhole further optics
Spiegel mirror
Emissionsapertur der Lichtquelle 4 Hilfseinrichtung Emission aperture of the light source 4 auxiliary device

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Überprüfung der Konfokalität einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) mit 1. Method for checking the confocality of a scanning and descanning microscope assembly (3) with
einer Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), wobei das Beleuchtungslicht (23) aus einer Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) austritt, a light source (4) providing illumination light (23), the illumination light (23) emerging from an emission aperture (65) of the light source (4),
einer das Beleuchtungslicht (23) in einen Fokusbereich (7) in einer Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), an optical system (27) that focuses the illuminating light (23) in a focal area (7) in a focal plane (6),
einem Licht aus dem Fokusbereich (7) detektierenden Detektor (8), der eine konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, a detector (8) which detects light from the focus area (7) and has a detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7),
einem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits und a scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand, and
wobei ein Hilfsdetektor (24) mit einer Detektionshilfsapertur (25) und/oder eine Hilfslicht (22) bereitstellende Hilfslichtquelle (20) mit einer Emissionshilfsapertur (21), aus der das Hilfslicht (22) austritt, in der Fokusebene (6) angeordnet ist/sind, wobei dann, wenn der Hilfsdetektor (24) und die Hilfslichtquelle (20) in der Fokusebene (6) angeordnet sind, die Detektionshilfsapertur (25) und die Emissionshilfsapertur (21) konzentrisch in der Fokusebene (6) angeordnet sind, wobei die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) abgetastet wird, wobei eine erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Beleuchtungslichts (23) über verschiedene Stellungen des Scanners (12) hinweg erfasst wird, oder eine konzentrisch zu der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) angeordnete Detektionshilfsapertur (25') eines separaten Hilfsdetektors (24') durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abgetastet wird, wobei eine erste Intensitätsverteilung des von dem separaten Hilfsdetektor (24') registrierten Beleuchtungslichts (23) über verschiedene Stellungen des Scanners (12) hinweg erfasst wird, wobei die Detektionsapertur (1 1) des Detektors (8) durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abgetastet wird, wobei eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor (8) registrierten Hilfslichts (22) über die Stellungen des Scanners (12) hinweg erfasst wird, oder die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) durch Verstellen des Scanners (12) mit Hilfslicht (22'), das durch eine konzentrisch zu der Detektionsapertur (1 1) angeordnete Emissionshilfsapertur (21 ') einer separaten Hilfslichtquelle (20') austritt, abgetastet wird, wobei eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Hilfslichts (22) über die Stellungen des Scanners (12) hinweg erfasst wird, und wherein an auxiliary detector (24) with an auxiliary detection aperture (25) and / or an auxiliary light source (20) providing auxiliary light (22) with an auxiliary emission aperture (21) from which the auxiliary light (22) emerges is arranged in the focal plane (6) / are, wherein, when the auxiliary detector (24) and the auxiliary light source (20) are arranged in the focal plane (6), the detection auxiliary aperture (25) and the emission auxiliary aperture (21) are arranged concentrically in the focal plane (6), the in the focal plane (6) arranged detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) by adjusting the scanner (12) with the focus area (7) of the illuminating light (23) is scanned, a first intensity distribution of the illuminating light registered by the auxiliary detector (24) ( 23) is detected across different positions of the scanner (12), or an auxiliary detection aperture (25 ') of a separate auxiliary detector arranged concentrically to the emission aperture (65) of the light source (4) rs (24 ') is scanned by adjusting the scanner (12) with the auxiliary light (22) which emerges through the auxiliary emission aperture (21) of the auxiliary light source (20) arranged in the focal plane (6), with a first intensity distribution of the separate auxiliary detector (24 ') registered illumination light (23) is detected across different positions of the scanner (12), the detection aperture (1 1) of the detector (8) by adjusting the scanner (12) with the auxiliary light (22), the through the emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) arranged in the focal plane (6), is scanned, a second intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the detector (8) over the positions of the scanner (12) being detected , or the auxiliary detection aperture (25) of the focal plane (6) Auxiliary detector (24) is scanned by adjusting the scanner (12) with auxiliary light (22 ') which emerges through an emission auxiliary aperture (21') of a separate auxiliary light source (20 ') arranged concentrically to the detection aperture (1 1), a second Intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the auxiliary detector (24) is detected over the positions of the scanner (12), and
dass mindestens ein Unterschied zwischen der ersten Intensitätsverteilung und der zweiten Intensitätsverteilung über die verschiedenen Stellungen des Scanners (12) hinweg als Maß für einen Fehler der Konfokalität erfasst wird. that at least one difference between the first intensity distribution and the second intensity distribution across the various positions of the scanner (12) is detected as a measure of an error in confocality.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Unter schied ein Lageunterschied zwischen Maxima oder Schwerpunkten der ersten Intensitätsvertei lung und der zweiten Intensitätsverteilung ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the at least one difference is a difference in position between maxima or focal points of the first Intensitätsvertei development and the second intensity distribution.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Unterschied durch eine reale und oder virtuelle Relativverlagerung der Detektionsapertur (1 1) des Detektors (8) gegenüber der Lichtquelle (4) kompensiert wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one difference is compensated for by a real and or virtual relative displacement of the detection aperture (1 1) of the detector (8) with respect to the light source (4).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur (25) und/oder die Emissionshilfsapertur (21), die in der4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the detection auxiliary aperture (25) and / or the emission auxiliary aperture (21) in the
Fokusebene angeordnet ist/sind, in einer Zwischenbildebene eines die scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) und ein Objektiv (2) umfassenden Laser scanningmikroskops angeordnet wird/werden oder Focal plane is / are arranged, in an intermediate image plane a laser scanning microscope comprising the scanning and descanning microscope assembly (3) and an objective (2) is / are arranged or
dass die Detektionshilfsapertur (25) und/oder die Emissionshilfsapertur (21), die in der Fokusebene angeordnet ist/sind, in einem Abzweig von einem Hauptstrahlengang eines die scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) und ein Objektiv (2) umfassenden Laserscanningmikroskops (1) angeordnet wird/werden, wobei optional that the detection auxiliary aperture (25) and / or the emission auxiliary aperture (21), which is / are arranged in the focal plane, in a branch from a main beam path of a laser scanning microscope (1) comprising the scanning and descanning microscope assembly (3) and an objective (2) is / are arranged, being optional
der Abzweig (16) an einem Strahlteiler (18), einem Umlenkspiegel (34) oder einem Drehspiegel (13) des Scanners (12) im Hauptstrahlengang (17) des Laserscanning mikroskops (1) abgezweigt wird und/oder the branch (16) is branched off at a beam splitter (18), a deflecting mirror (34) or a rotating mirror (13) of the scanner (12) in the main beam path (17) of the laser scanning microscope (1) and / or
die das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierende Optik (27) zumindest teilweise in dem Abzweig (16) angeordnet wird. the optics (27) focussing the illuminating light (23) in the focal area (7) in the focal plane (6) is arranged at least partially in the branch (16).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Überprüfung der Konfokalität der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) mit der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), 5. The method according to any one of claims 1 to 4 for checking the confocality of the scanning and descanning microscope assembly (3) the light source (4) providing the illuminating light (23),
der das Beleuchtungslicht (23) in einen Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), the optics (27) focusing the illuminating light (23) in a focus area (7) in the focal plane (6),
dem das Licht aus dem Fokusbereich (7) detektierenden Detektor (8), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (11) aufweist, und the detector (8) which detects the light from the focus area (7) and which has the detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7), and
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits, the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand,
wobei das Beleuchtungslicht (23) über den Scanner (12) auf den Hilfsdetektor (24) gerichtet wird und wherein the illuminating light (23) is directed via the scanner (12) onto the auxiliary detector (24) and
wobei das Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) über den Scanner (12) auf den Detektor (8) gerichtet wird, wherein the auxiliary light (22) is directed from the auxiliary light source (20) via the scanner (12) onto the detector (8),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector arranged in the focal plane (6)
(24) durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) abgetastet wird, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Beleuchtungslichts (23) über die verschiedenen Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen, und (24) is scanned by adjusting the scanner (12) with the focus area (7) of the illuminating light (23) in order to determine the first intensity distribution of the illuminating light (23) registered by the auxiliary detector (24) over the various positions of the scanner (12) to capture away, and
dass die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die konzentrisch zu der Detektionshilfsapertur (25) in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abgetastet wird, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor (8) registrierten Hilfslichts (22) über die Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen. that the detection aperture (11) of the detector (8) through the adjustment of the scanner (12) with the auxiliary light (22), which through the emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (21) arranged concentrically to the detection auxiliary aperture (25) in the focal plane (6) 20) exits, is scanned in order to detect the second intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the detector (8) over the positions of the scanner (12).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur6. The method according to claim 5, characterized in that the detection auxiliary aperture
(25) des Hilfsdetektors (24) und die Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) in der Fokusebene (6) deckungsgleich sind. (25) of the auxiliary detector (24) and the auxiliary emission aperture (21) of the auxiliary light source (20) are congruent in the focal plane (6).
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als die Hilfslichtquelle (20) und als der Hilfsdetektor (24) dasselbe photoelektrische Bauteil (19) verwendet wird, wobei das photoelektrische Bauteil (19) optional eine Leuchtdiode (50), eine Superlumineszenzdiode, eine Laserdiode (43) oder eine Fotodiode (42) ist. 7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the same photoelectric component (19) is used as the auxiliary light source (20) and as the auxiliary detector (24), the photoelectric component (19) optionally a light emitting diode (50), a Superluminescent diode, a laser diode (43) or a photodiode (42) is.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und die Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) mit einem in der Fokusebene (6) angeordneten Endquerschnitt (39) eines Lichtleiters (40) ausgebildet werden, wobei der Lichtleiter (40) optional über einen Freistrahl- Strahlteiler, einen Faserstrahlteiler oder einen Zirkulator (41) zu der Hilfslichtquelle (20) und dem Hilfsdetektor (24) verzweigt ist. 8. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) and the emission auxiliary aperture (21) of the Auxiliary light source (20) with an end cross-section (39) of a light guide (40) arranged in the focal plane (6), the light guide (40) optionally via a free beam beam splitter, a fiber beam splitter or a circulator (41) to the auxiliary light source ( 20) and the auxiliary detector (24) is branched.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Überprüfung der Konfokalität der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) mit 9. The method according to any one of claims 1 to 4 for checking the confocality of the scanning and descanning microscope assembly (3)
der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), the light source (4) providing the illuminating light (23),
der das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), the optics (27) that focus the illuminating light (23) into the focal area (7) in the focal plane (6),
dem das aus dem Fokusbereich (7) detektierenden Detektor (8), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, und the detector (8) which detects from the focus area (7) and which has the detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7), and
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits, the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand,
wobei das Beleuchtungslicht (23) über den Scanner (12) auf den Hilfsdetektor (24) gerichtet wird, wherein the illuminating light (23) is directed via the scanner (12) onto the auxiliary detector (24),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) arranged in the focal plane (6) by adjusting the scanner (12) with the focal area (7) of the illuminating light
(23) abgetastet wird, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Beleuchtungslichts (23) über die verschiedenen Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen, und (23) is scanned in order to detect the first intensity distribution of the illuminating light (23) registered by the auxiliary detector (24) over the various positions of the scanner (12), and
dass die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector arranged in the focal plane (6)
(24) durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die konzentrisch zu der Detektionsapertur (11) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der separaten Hilfslicht quelle (20') austritt, abgetastet wird, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Hilfslichts (22) über die Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen. (24) by adjusting the scanner (12) with the auxiliary light (22), which exits through the emission auxiliary aperture (21) of the separate auxiliary light source (20 ') arranged concentrically to the detection aperture (11), is scanned to produce the second intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the auxiliary detector (24) across the positions of the scanner (12).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Überprüfung der Konfokalität der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) mit 10. The method according to any one of claims 1 to 4 for checking the confocality of the scanning and descanning microscope assembly (3)
der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), wobei das Beleuchtungslicht (23) aus der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) austritt, the light source (4) providing the illuminating light (23), the illuminating light (23) emerging from the emission aperture (65) of the light source (4),
der das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), dem das Licht aus dem Fokusbereich (7) detektierenden Detektor (8), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, und the optics (27) which focus the illuminating light (23) in the focal area (7) in the focal plane (6), the detector (8) which detects the light from the focus area (7) and which has the detection aperture (1 1) to be arranged confocally to the focus area (7), and
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) (10) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits, the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) (10) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand,
wobei das Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) über den Scanner (12) auf den Detektor (8) gerichtet wird, wherein the auxiliary light (22) is directed from the auxiliary light source (20) via the scanner (12) onto the detector (8),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die konzentrisch zu der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des separaten Hilfsdetektors (24') durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abgetastet wird, um die erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Beleuchtungslichts (23) über die verschiedenen Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen, und that the detection auxiliary aperture (25) of the separate auxiliary detector (24 '), which is arranged concentrically to the emission aperture (65) of the light source (4), is caused by the adjustment of the scanner (12) with the auxiliary light (22), which through the in the focal plane (6) arranged emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) exits, is scanned in order to detect the first intensity distribution of the illumination light (23) registered by the auxiliary detector (24) over the various positions of the scanner (12), and
dass die Detektionsapertur (1 1) des Detektors (8) durch das Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22), das durch die in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abgetastet wird, um die zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor (8) registrierten Hilfslichts (22) über die Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen. that the detection aperture (1 1) of the detector (8) is scanned by adjusting the scanner (12) with the auxiliary light (22) which exits through the emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) arranged in the focal plane (6) in order to detect the second intensity distribution of the auxiliary light (22) registered by the detector (8) over the positions of the scanner (12).
1 1. Vorrichtung (37) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit einem Hilfsdetektor (24) und einer Hilfslichtquelle (20), gekennzeichnet durch einen zu einem genormten Anschluss (36) der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) oder eines die scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) und ein Objektiv (2) umfassenden Laserscanningmikroskops (1) derart passenden Gegenanschluss (38), dass eine Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und eine Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20), deren Lagen gegenüber dem Gegenanschluss (38) fest sind, bei an den Anschluss (36) angeschlossenem Gegenanschluss (38) in der Fokusebene (6) der scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) angeordnet sind. 1 1. Device (37) for performing the method according to one of claims 5 to 8, with an auxiliary detector (24) and an auxiliary light source (20), characterized by a standardized connection (36) of the scanning and descanning microscope assembly (3) or a laser scanning microscope (1) which includes the scanning and descanning microscope assembly (3) and an objective (2), a mating connection (38) that matches an auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) and an auxiliary emission aperture (21) of the auxiliary light source (20) whose positions with respect to the mating connection (38) are fixed, are arranged in the focal plane (6) of the scanning and descanning microscope assembly (3) when the mating connection (38) is connected to the connection (36).
12. Scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit 12. Scanning and descanning microscope assembly (3) for performing the method according to one of claims 1 to 10 with
einer Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), wobei das Beleuchtungslicht (23) aus einer Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) austritt, einer das Beleuchtungslicht (23) in einen Fokusbereich (7) in einer Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), a light source (4) providing illumination light (23), the illumination light (23) emerging from an emission aperture (65) of the light source (4), an optical system (27) that focuses the illuminating light (23) in a focal area (7) in a focal plane (6),
einem Detektor (8) für Licht aus dem Fokusbereich (7), der eine konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, a detector (8) for light from the focus area (7) which has a detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7),
einem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits, a scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand,
einem Hilfsdetektor (24) mit einer Detektionshilfsapertur (25) und/oder einer Hilfslicht (22) bereitstellenden Hilfslichtquelle (20) mit einer Emissionshilfsapertur (21), aus der das Hilfslicht (22) austritt, in der Fokusebene (6), wobei dann, wenn der Hilfsdetektor (24) und die Hilfslichtquelle (20) in der Fokusebene angeordnet sind, die Detektionshilfsapertur (25) und die Emissionshilfsapertur (21) konzentrisch angeordnet sind, an auxiliary detector (24) with an auxiliary detection aperture (25) and / or an auxiliary light source (20) providing auxiliary light (22) with an auxiliary emission aperture (21) from which the auxiliary light (22) emerges in the focal plane (6), in which case, when the auxiliary detector (24) and the auxiliary light source (20) are arranged in the focal plane, the auxiliary detection aperture (25) and the auxiliary emission aperture (21) are arranged concentrically,
wobei durch Verstellen des Scanners (12) die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) in der Fokusebene (6) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) oder eine konzentrisch zu der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) angeordnete Detektionshilfsapertur (25') eines separaten Hilfsdetektors (24') mit dem Hilfslicht (22), das durch die in der Fokusebene (6) angeordnete Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, abtastbar ist und whereby, by adjusting the scanner (12), the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) is arranged in the focal plane (6) with the focal area (7) of the illuminating light (23) or a concentric to the emission aperture (65) of the light source (4) Detection auxiliary aperture (25 ') of a separate auxiliary detector (24') can be scanned with the auxiliary light (22) which emerges through the emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) arranged in the focal plane (6) and
wobei durch Verstellen des Scanners (12) die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) mit dem Hilfslicht (22), das in der Fokusebene (6) aus der Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) austritt, oder die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) mit Hilfslicht (22'), das durch eine konzentrisch zu der Detektionsapertur (1 1) angeordnete Emissionshilfsapertur (2T) einer separaten Hilfslichtquelle (20') austritt, abtastbar ist. whereby, by adjusting the scanner (12), the detection aperture (11) of the detector (8) with the auxiliary light (22) which emerges in the focal plane (6) from the emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20), or in the focal plane (6) arranged detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) with auxiliary light (22 ') which exits through an emission auxiliary aperture (2T) arranged concentrically to the detection aperture (1 1) of a separate auxiliary light source (20') can be scanned.
13. Mikroskopbaugruppe (3) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Überprüfungs einrichtung (61), die dazu ausgebildet ist, 13. microscope assembly (3) according to claim 12, characterized by a checking device (61) which is designed to
durch Verstellen des Scanners (12) die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) in der Fokusebene (6) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) oder die konzentrisch zu der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) angeordnete Detektionshilfsapertur (25') des separaten Hilfsdetektors (24') mit dem Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) in der Fokusebene (6) abzutasten und eine erste Intensitätsverteilung des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Beleuchtungslichts (23) oder des von dem separaten Hilfsdetektor (24') registrierten Hilfslichts (22) über verschiedene Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen, durch Verstellen des Scanners (12) die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) mit dem Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) in der Fokusebene (6) oder die in der Fokusebene (6) angeordnete Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) mit dem aus der konzentrisch zu der Detektionsapertur (11) des Detektors (8) angeordneten Emissionshilfsapertur (2T) der separaten Hilfslichtquelle (20') austretenden Hilfslicht (22') abzutasten und eine zweite Intensitätsverteilung des von dem Detektor (8) registrierten Hilfslichts (22) oder des von dem Hilfsdetektor (24) registrierten Hilfslichts (22') über die Stellungen des Scanners (12) hinweg zu erfassen, und By adjusting the scanner (12), the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) in the focal plane (6) with the focal area (7) of the illuminating light (23) or the auxiliary detection aperture arranged concentrically to the emission aperture (65) of the light source (4) (25 ') of the separate auxiliary detector (24') with the auxiliary light (22) from the auxiliary light source (20) in the focal plane (6) and a first intensity distribution of the illumination light (23) registered by the auxiliary detector (24) or that of the separate auxiliary detector (24 ') to detect auxiliary light (22) registered across different positions of the scanner (12), by adjusting the scanner (12) the detection aperture (11) of the detector (8) with the auxiliary light (22) from the auxiliary light source (20) in the focal plane (6) or the auxiliary detector aperture (25) arranged in the focal plane (6) (24) with the auxiliary light (22 ') emerging from the concentric to the detection aperture (11) of the detector (8) arranged emission auxiliary aperture (2T) of the separate auxiliary light source (20') and a second intensity distribution of the recorded by the detector (8) Auxiliary light (22) or the auxiliary light (22 ') registered by the auxiliary detector (24) across the positions of the scanner (12), and
mindestens einen Unterschied zwischen der ersten Intensitätsverteilung und der zweiten Intensitätsverteilung über die verschiedenen Stellungen des Scanners (12) hinweg als Maß für einen Fehler der Konfokalität zu erfassen. to detect at least one difference between the first intensity distribution and the second intensity distribution over the various positions of the scanner (12) as a measure of an error in confocality.
14. Mikroskopbaugruppe (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Über prüfungseinrichtung (61) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Unterschied durch eine reale und oder virtuelle Relativverlagerung der Detektionsapertur (1 1) des Detektors (8) gegenüber der Lichtquelle (4) automatisch zu kompensieren. 14. microscope assembly (3) according to claim 13, characterized in that the checking device (61) is designed to detect the at least one difference by a real and / or virtual relative displacement of the detection aperture (1 1) of the detector (8) with respect to the light source ( 4) to automatically compensate.
15. Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass soweit vorhanden die Detektionshilfsapertur (25, 25') des Hilfsdetektors (24) und des separaten Hilfsdetektors (24') und die Emissionshilfsapertur (21 , 2T) der Hilfslichtquelle (20) und der separaten Hilfslichtquelle (20'), und optional soweit vorhanden die Hilfslichtquelle (20) und die separate Hilfslichtquelle (20') sowie der Hilfsdetektor (24) und der separate Hilfsdetektor (24'), in einem Gehäuse der Mikroskopbaugruppe (3) angeordnet sind. 15. microscope assembly (3) according to any one of claims 13 and 14, characterized in that the detection auxiliary aperture (25, 25 ') of the auxiliary detector (24) and the separate auxiliary detector (24') and the emission auxiliary aperture (21, 2T) of the Auxiliary light source (20) and the separate auxiliary light source (20 '), and optionally, if available, the auxiliary light source (20) and the separate auxiliary light source (20') as well as the auxiliary detector (24) and the separate auxiliary detector (24 '), in a housing of the microscope assembly (3) are arranged.
16. Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 mit 16. microscope assembly (3) according to any one of claims 12 to 15 for performing the method according to any one of claims 5 to 8 with
der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), the light source (4) providing the illuminating light (23),
der das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), the optics (27) that focus the illuminating light (23) into the focal area (7) in the focal plane (6),
dem Detektor (8) für das Licht aus dem Fokusbereich (7), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, the detector (8) for the light from the focus area (7), which has the detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7),
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits, dem Hilfsdetektor (24), auf den das Beleuchtungslicht (23) über den Scanner (12) richtbar ist, und the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand, the auxiliary detector (24) to which the illuminating light (23) can be directed via the scanner (12), and
der das Hilfslicht (22) bereitstellenden Hilfslichtquelle (20), deren Hilfslicht (22) über den Scanner (12) auf den Detektor (8) richtbar ist, the auxiliary light source (20) providing the auxiliary light (22), the auxiliary light (22) of which can be directed onto the detector (8) via the scanner (12),
dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und die Emissionshilfsapertur (21), durch die das Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) austritt, derart konzentrisch in der Fokusebene (6) angeordnet sind, dass die Detektionshilfsapertur (25) durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) abtastbar ist und die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) abtastbar ist. characterized in that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) and the auxiliary emission aperture (21) through which the auxiliary light (22) emerges from the auxiliary light source (20) are arranged concentrically in the focal plane (6) that the auxiliary detection aperture (25) can be scanned by adjusting the scanner (12) with the focus area (7) of the illuminating light (23) and the detection aperture (11) of the detector (8) can be scanned by adjusting the scanner (12) with the auxiliary light (22) from the auxiliary light source (20) can be scanned.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Mikroskopbaugruppe (3) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, 17. The device according to claim 11 or microscope assembly (3) according to claim 16, characterized in that
dass die Hilfslichtquelle (20) und der Hilfsdetektor (24) dasselbe photoelektrische Bauteil (19) sind, wobei das photoelektrische Bauteil (19) optional eine Leuchtdiode (50), eine Super lumineszenzdiode, eine Laserdiode (43) oder eine Fotodiode (42) ist, oder that the auxiliary light source (20) and the auxiliary detector (24) are the same photoelectric component (19), the photoelectric component (19) optionally being a light emitting diode (50), a super luminescent diode, a laser diode (43) or a photodiode (42) , or
dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und die Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) mit einem in der Fokusebene (6) angeordneten Endquerschnitt (39) eines Lichtleiters (40) ausgebildet sind, wobei der Lichtleiter (40) optional über einen Freistrahl- Strahlteiler, einen Faserstrahlteiler oder einen Zirkulator (41) zu der Hilfslichtquelle (20) und dem Hilfsdetektor (24) verzweigt ist. that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) and the auxiliary emission aperture (21) of the auxiliary light source (20) are formed with an end cross section (39) of a light guide (40) arranged in the focal plane (6), the light guide (40) being optional is branched via a free beam beam splitter, a fiber beam splitter or a circulator (41) to the auxiliary light source (20) and the auxiliary detector (24).
18. Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 mit 18. microscope assembly (3) according to one of claims 12 to 15 for performing the method according to claim 9 with
der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), the light source (4) providing the illuminating light (23),
der das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), the optics (27) that focus the illuminating light (23) into the focal area (7) in the focal plane (6),
dem Detektor (8) für das Licht aus dem Fokusbereich (7), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (1 1) aufweist, the detector (8) for the light from the focus area (7), which has the detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7),
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits und the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand, and
dem Hilfsdetektor (24), auf den das Beleuchtungslicht (23) über den Scanner (12) richtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) derart in der Fokusebene (6) angeordnet ist und die Emissionshilfsapertur (21') der das Hilfslicht (22) bereitstellenden separaten Hilfslichtquelle (20') derart konzentrisch zu der Detektionsapertur (11) des Detektors (8) angeordnet ist, dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) durch Verstellen des Scanners (12) zum einen mit dem Fokusbereich (7) des Beleuchtungslichts (23) und zum anderen mit dem aus der Emissionshilfsapertur (21') der Hilfslichtquelle (20') austretenden Hilfslicht (22') abtastbar ist. the auxiliary detector (24) to which the illuminating light (23) can be directed via the scanner (12), characterized in that the auxiliary detection aperture (25) of the auxiliary detector (24) is arranged in the focal plane (6) and the auxiliary emission aperture (21 ') of the separate auxiliary light source (20') providing the auxiliary light (22) is so concentric to the detection aperture (11) ) of the detector (8) is arranged that the detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) by adjusting the scanner (12) on the one hand with the focus area (7) of the illuminating light (23) and on the other hand with that from the emission auxiliary aperture (21 ') the auxiliary light (22') emerging from the auxiliary light source (20 ') can be scanned.
19. Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 mit 19. microscope assembly (3) according to one of claims 12 to 15 for performing the method according to claim 10 with
der das Beleuchtungslicht (23) bereitstellenden Lichtquelle (4), wobei das Beleuchtungslicht (23) aus der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) austritt, the light source (4) providing the illuminating light (23), the illuminating light (23) emerging from the emission aperture (65) of the light source (4),
der das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierenden Optik (27), the optics (27) that focus the illuminating light (23) into the focal area (7) in the focal plane (6),
dem Detektor (8) für das Licht aus dem Fokusbereich (7), der die konfokal zu dem Fokusbereich (7) anzuordnende Detektionsapertur (11) aufweist, the detector (8) for the light from the focus area (7) which has the detection aperture (11) to be arranged confocally to the focus area (7),
dem Scanner (12) zwischen der Lichtquelle (4) und dem Detektor (8) einerseits und der Fokusebene (6) andererseits und the scanner (12) between the light source (4) and the detector (8) on the one hand and the focal plane (6) on the other hand, and
der das Hilfslicht (22) bereitstellenden Hilfslichtquelle (20), deren Hilfslicht (22) über den Scanner (12) auf den Detektor (8) richtbar ist, the auxiliary light source (20) providing the auxiliary light (22), the auxiliary light (22) of which can be directed onto the detector (8) via the scanner (12),
dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20), durch die das Hilfslicht (22) austritt, derart in der Fokusebene (6) angeordnet ist und die Detektionshilfsapertur (25') des separaten Hilfsdetektors (24') derart konzentrisch zu der Emissionsapertur (65) der Lichtquelle (4) angeordnet ist, dass zum einen die Detektionshilfsapertur (25') des separaten Hilfsdetektors (24') und zum anderen die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) durch Verstellen des Scanners (12) mit dem Hilfslicht (22) von der Hilfslichtquelle (20) abtastbar ist. characterized in that the auxiliary emission aperture (21) of the auxiliary light source (20) through which the auxiliary light (22) emerges is arranged in the focal plane (6) and the auxiliary detection aperture (25 ') of the separate auxiliary detector (24') is so concentric the emission aperture (65) of the light source (4) is arranged that on the one hand the detection auxiliary aperture (25 ') of the separate auxiliary detector (24') and on the other hand the detection aperture (11) of the detector (8) by adjusting the scanner (12) the auxiliary light (22) can be scanned by the auxiliary light source (20).
20. Laserscanningmikroskop mit einem Objektiv und einer scannenden und entscannenden Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 19. 20. Laser scanning microscope with an objective and a scanning and descanning microscope assembly (3) according to one of claims 12 to 19.
21. Laserscanningmikroskop nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und/oder die21. Laser scanning microscope according to claim 20, characterized in that that the detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) and / or the
Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) in einer Zwischenbildebene (34) des Laser scanningmikroskops (1) angeordnet sind oder Emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) are arranged in an intermediate image plane (34) of the laser scanning microscope (1) or
dass die Detektionshilfsapertur (25) des Hilfsdetektors (24) und/oder die that the detection auxiliary aperture (25) of the auxiliary detector (24) and / or the
Emissionshilfsapertur (21) der Hilfslichtquelle (20) in einem Abzweig (16) von einem Haupt strahlengang (17) des Laserscanningmikroskops (1) angeordnet sind, wobei optional Emission auxiliary aperture (21) of the auxiliary light source (20) are arranged in a branch (16) from a main beam path (17) of the laser scanning microscope (1), with optional
der Abzweig (16) an einem Strahlteiler (18), einem Umlenkspiegel (34) oder einem Drehspiegel (13) des Scanners (12) im Hauptstrahlengang des Laserscanningmikroskops (1) abzweigt und/oder the branch (16) branches off and / or on a beam splitter (18), a deflecting mirror (34) or a rotating mirror (13) of the scanner (12) in the main beam path of the laser scanning microscope (1)
die das Beleuchtungslicht (23) in den Fokusbereich (7) in der Fokusebene (6) fokussierende Optik (27) zumindest teilweise in dem Abzweig (16) angeordnet ist. the optics (27) focussing the illuminating light (23) in the focal area (7) in the focal plane (6) is arranged at least partially in the branch (16).
22. Scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 19 oder Laserscanningmikroskop nach einem der Ansprüche 20 und 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsapertur (11) des Detektors (8) durch eine vor dem Detektor (8) angeordnete Lochblende (10) begrenzt ist. 22. Scanning and descanning microscope assembly (3) according to one of claims 12 to 19 or laser scanning microscope according to one of claims 20 and 21, characterized in that the detection aperture (11) of the detector (8) through a pinhole arranged in front of the detector (8) (10) is limited.
23. Scannende und entscannende Mikroskopbaugruppe (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 19 und 22 oder Laserscanningmikroskop nach einem der Ansprüche 20, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (8) ein Punktdetektor oder ein Arraydetektor ist. 23. Scanning and descanning microscope assembly (3) according to one of claims 12 to 19 and 22 or laser scanning microscope according to one of claims 20, 21 and 22, characterized in that the detector (8) is a point detector or an array detector.
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